A?B?(Aij?Bij)(i?1,2,?,s;j?1,2,?,t)
(2)kA?(kAij)(i?1,2,?,s;j?1,2,?,t)
(3)设A?(aij)mn,B?(bij)np,分块成
?A11?A1t??? A???????A?A?st??s1?B11?B1r???B?????? ?B?B?tr??t1其中Ai1,Ai2,?,Ait的列数分别等于B1j,B2j,?,Btj的行数,则
AB?C?(cij)sr,其中cij??Ak?1tikBkj(i?1,2,3,?,s; j?1,2,?,r)
3.准对角阵 (1)定义:形如
?A1??A?????A2???? Ai为ni阶方阵的矩阵称为准对角阵。 ??As??(2)准对角阵的行列式及逆矩阵
?A1??设A?????A2????,则A?A1A2?As;若每个Ai可逆,则A可??As??逆,且
?A1?1???????????
???1?As?A?1?1A2(3)特殊的准对角阵
?A1(i)A?????(ii)A???A?2?A1?1??1?,若A1, A2可逆,则A???A2????A1??1??,若A, A可逆,则A?12??A?1??1?? ?1?A2??1?A2? ??(iii)A????BD??是B?0,C?0,则A?BC?0 ??OC?且
?B?1A???0??1?B?1DC?1?? ?1?C?(iv)A????B0???,B?0,C?0,则 DC???B?10??A????C?1DB?1C?1?
???12.2 经典题型解析
2.2.1 矩阵的运算
?12? ????c115?21=?c????1c?2??22??3?1????1、若?21???1b则c= 解:由4?1?a?5得a=0, c11=4 而-1+2b+6=-1得b=-3, c22=-7
?45? 从而 c=??
??1?7? 提示:对于最基本的矩阵的四则运算我们一定要烂熟于心。
122、设A为三阶矩阵,且A?4,则(A)?____.
21212?1?1 解:(A)?A???A2?
244?4?易错提示:本题是道特别基本的有关矩阵基本性质的类型题,考生易犯的错
12(A)误就是对矩阵进行行列式计算时,把的阶数给忘记计算。 233、设A为3?3矩阵,B为4?4,且A?1则BA?___. ,B??2,解:BA?BA???2?1??8.
3易错题示:本题同上,但还应值得我们注意的是,在计算时
BA?BA???2?1??2是我们常犯的错误。
34、设A??12k则?ATB??___. 3?,B??111?,k解:?ATB???ATB??ATB?????ATB??AT(BAT)(BAT)???(BAT)B
?1??? ?6k?1?2??11?3????111??222??6k?1???. ?333????1???易错提示:本题关键是要求我们注意到ATB是矩阵,但BAT=?111??2?=6?3???却是数,
?111??111?????倘若先计算ATB??222?,然后再求?222?,则计算式相当繁琐的。
?333??333?????k?101?n??5、设A??010?,求?A?.
?001???解:
方法一:数学归纳法.
?101??102????? 因为A??010?,A2?AA??010?,
?001??001??????103???A3?A2A??010?,
?001????10n?1??? 一般的,设An-1??010?,
?001???则An?An?1?10n?1??101??10n???????A??010??010???010?.
?001??001??001????????10n???所以,有归纳法知An??010?。
?001???n个A方法二:因为A是初等矩阵,An?EAA???A,相当于对单位矩阵
?100???E=?010?,施行了n次初等列变换(把第一列加到第三列),故?001????10n???An??010?。
?001???方法三:利用对角矩阵和主对角线上为零的上三角矩阵幂的特点来进行计算。
?101??100??0????? 令 A=?010???010???0?001??001??0??????0?其中B??0?0?0001??0?, 0??01??0??00??000????001??0??00???0?00???00000??0?,所以Bk?O(k?2)。 0??01??00??E?B, 00???0?又因为B2??0?0??10n???故有 An?En?nEn?1B?E?nB??010?.
?001???提示:除上述方法外,本题还可以与后面的特征值联系起来计算,方法也算不少,读者只需选择一种或几种适合自己的且快捷简便的方法为宜。
?308???6、设矩阵A??316?,求A100?2A50。
??205?????30?8解:A的特征多项式f(?)??E?A??3??1?6?(??1)(??1)2,
20??5则f(?)有根1,-1(二重)。
若设g(?)=?100?2?50,那么所求A100?2A50?g(A), 而
dg(?)?100??100?49, d?由代数学中的整除性质,?q(?),st g(?)=q(?)f(?)?a?2?b??c,
??-1=1100-2?150=g(1)=q(1)f(1)?a?b?c?a?b?c,?100502-1)?q(-1)f(?1)?a?b?c?a?b?c, ?-1=(-1)?(?dg(?)?0=-100+100=(???1)??2a?b,d??解之得:a=b=0,c=-1。
所以,g(?)=q(?)f(?)?1,从而A100?2A50?g(A)=q(A)f(A)?E??E。 点评:本题可谓是到综合性极强的一道题,对于解这种类型题时,读者除需要掌握牢固扎实的基础知识外,还应具备真正能够做到各知识点前后相连,融会贯通的能力。所以,我们平时学习是应该养成多动脑,勤思考,常总结得好习惯。
?2??07、设A??0??0?120000310??0?,求An。 ?9?3??解:由分块矩阵知A????B0??21??39??????,其中, B?C???????0C??02??13?n?Bn∴ A???0?0?? n?C?又 B???02?????00???2E?P
????∴ Bn??2E?P?n?(2E)n?n(2E)n?1P
?2n ???0?n2n?1?? n?2?n?20??01??39??39?n?1?39?????而?的秩为1,有?6?13??13??13??
??????