给出向量组(Ⅰ):α1,α2,…,αs 线性表示,则称(Ⅰ)与(Ⅱ)等价.其等价的充要条件是r(Ⅰ)=r(Ⅱ)=r(Ⅰ,Ⅱ).向量组等价和矩阵等价是两个不同的概念.矩阵等价要同型,当然行数、列数都要相等;向量组等价要同维,但向量个数可以不等.A,B同型时,ABr=rPAQ=B.αi,βj(i=1,2,…,βt 这两个向量组中的某一个向量组可由另一个向量组线性表出r(α1,α2,…......
2023-11-21
【主要内容】
1.矩阵的初等变换
矩阵的下列三种变换称为矩阵的初等行(列)变换:
(1)互换矩阵的两行(两列).
(2)用一个非零常数c乘矩阵的某行(某列),即用c乘某行(某列)的每个元素.
(3)矩阵某行(某列)的k倍加到另一行(另一列),即某行(某列)的每个元素的k倍,加到另一行(另一列)的对应元素.
矩阵的初等行变换与初等列变换,总称矩阵的初等变换.
2.初等矩阵
单位矩阵经过一次初等变换所得到的矩阵,称为初等矩阵.n阶初等矩阵有以下三类:
(1)
第i列 第j列(互换En的第i行(第i列)与第j行(第j列)后所得的n阶矩阵).
(2)
第i列(非零常数c乘En的第i行(第i列)后所得的n阶矩阵).
(3)
第i列 第j列(En的第j行的k倍加到第i行,或第i列的k倍加到第j列所得到的n阶矩阵).
注 (ⅰ)矩阵A的一次初等行(列)变换所得的矩阵等于A左(右)乘一个相应的初等矩阵.例如互换m×n矩阵A的第i行(列)与第j行(列)后的矩阵为B,则
B=Em(i,j)A(B=AEn(i,j));
(ⅱ)[En(i,j(k))]T=En(j,i(k)),[En(i(k),j)]T=En(j(k),i).
3.矩阵等价
设矩阵B是矩阵A经过有限次初等变换后得到的矩阵,则称A与B等价,记为A↔B.
设A,B,C都是m×n矩阵,则(www.chuimin.cn)
(1)A↔A.
(2)设A↔B,则B↔A.
(3)设A↔B,B↔C,则A↔C.
(4)设A↔B,则A等于B与若干个初等矩阵之积.
【典型例题】
例5.4.1 (单项选择题)设A是三阶矩阵,将A的第1列与第2列互换得矩阵B,再将B的第2列加到第3列得C,则满足AQ=C的矩阵Q=( ).
精解 Q应是题中所给的两个初等列变换所对应的初等矩阵之积,即
因此本题选D.
例5.4.2 设矩阵
,求矩阵PAQ
及APQ.
精解 P和Q都是三阶初等矩阵,所以可由初等变换直接算出PAQ及APQ.
PAQ是对A进行初等行变换(互换第1行与第2行)后,再进行初等列变换(将第3列的2倍加到第1列)而成的矩阵,所以
因此
APQ是对A进行初等列变换(互换第1列与第2列)后,再进行初等列变换(将第3列的2倍加到第1列)而成的矩阵,所以
因此
例5.4.3 设矩阵,求P10APm(其中,m是正整数).
精解 P是初等矩阵,P10A即为对A施行10次互换第1行与第3行的初等行变换而成的矩阵,所以
P10A=A.因此,P10APm=APm是对A施行m次互换第1列与第3列的初等列变换而成的矩阵,所以,当m为正偶数时,APm=A;当m为正奇数时,从而
有关2015考研数学(三)基础篇全面复习与常考知识点解析的文章
给出向量组(Ⅰ):α1,α2,…,αs 线性表示,则称(Ⅰ)与(Ⅱ)等价.其等价的充要条件是r(Ⅰ)=r(Ⅱ)=r(Ⅰ,Ⅱ).向量组等价和矩阵等价是两个不同的概念.矩阵等价要同型,当然行数、列数都要相等;向量组等价要同维,但向量个数可以不等.A,B同型时,ABr=rPAQ=B.αi,βj(i=1,2,…,βt 这两个向量组中的某一个向量组可由另一个向量组线性表出r(α1,α2,…......
2023-11-21
初等变换对于矩阵来说是最重要的运算.初等变换到底改变了什么呢?,Ps,Q1,Q2,…,Qt,满足条件P=P1P2…Qt.因此,我们可以得到关系式P1P2…Qt=B. 由命题3.2得到,式就表明,矩阵A可以通过一系列的行与列的初等变换化为矩阵B.证毕.定理3.4m×n阶矩阵A必可相抵于一个形如的矩阵,该矩阵中除了a11,a22,…......
2023-11-22
,Ps,使得对所得矩阵再进行列的初等变换,变为即存在一些初等方阵Q1,Q2,…P2P1E=A-1.由于在矩阵的左边乘上一个初等方阵P,相当于对这个矩阵作一个与P相对应的初等行变换.上面两个等式表明,对A依次作P1,P2,…......
2023-11-22
(1)若A为实对称矩阵,则①特征值均为实数,特征向量均为实向量.②不同特征值对应的特征向量正交.(即λ1≠λ2ξ1⊥ξ2(ξ1,ξ2)=0,建方程)③可用正交矩阵相似对角化.(即存在正交矩阵P,使P-1AP=PTAP=Λ)见例8.12至例8.15.(2)若A为正交矩阵,则ATA=EA-1=ATA由规范正交基组成AT是正交矩阵A-1是正交矩阵A*是正交矩阵-A是正交矩阵.(3)若A,B为同阶正交矩阵......
2023-11-21
,n)排成的m行n列的矩形表称为m×n矩阵,aij称为A的第i行第j列的元素(i=1,2,…,As都是方阵),则,|A|=|A1||A2|…,n.于是将式代入式得|A+B|=2n-1,即21-n|A+B|=|A|+|B|.例5.3.3 设n阶矩阵A,B,C满足AB=BC=CA=En,求A2+B2+C2.精解 由AB=BC=CA=En得A2=AEnA=AA==E2n=En,B2=BEnB=BB==E2n=En,C2=CEnC=CC==E2n=En,所以,A2+B2+C2=En+En+En=3En.例5.3.4 设n阶矩阵A,B满足ATA=AAT=En,BTB=BBT=En,且|A|=-|B|,证明:|A+B|=0.精解 由题设知,|A+B|=|EnA+BEn|=|BBTA+BATA|=|B||BT+AT||A|=-|A|2|(A+B)T|=-|A|2|A+B|,即|A+B|=0.由此推出|A+B|=0.......
2023-10-27
+anbn=0时,称α与β正交.2.向量组的单位正交化单位正交向量组设α1,α2,…,αm单位正交化的施密特方法如下:(ⅰ)正交化:取β1=α1,(ⅱ)单位化:由此得到的ε1,ε2,…......
2023-10-27
(1)定义(Eij,Eij(k),Ei(k)).①初等变换.(ⅰ)一个非零常数乘矩阵的某一行(列).(ⅱ)互换矩阵中某两行(列)的位置.(ⅲ)将矩阵的某一行(列)的k倍加到另一行(列).以上三种变换称为矩阵的初等行(列)变换,且分别称为倍乘、互换、倍加初等行(列)变换.②初等矩阵.由单位矩阵经过一次初等变换得到的矩阵称为初等矩阵.以3阶矩阵为例,并随之给出定义.(ⅰ)E2(k)=,E 的第2行(或......
2023-11-21
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