矩阵运算(矩阵运算不满足什么律)学会了吗
轰轰烈烈的微积分考试已经结束了。然而!
童鞋们!微积分考试结束啦,大家是不是准备好打出GG了呢?不能!因为后面还有线性代数在等着呢TAT……今天小编给大家来一篇应景的,分享一些线性代数的(空间解析几何暂无)复习提纲和基本知识点吧~第一部分:基本要求(计算方面)
·四阶行列式的计算;·N阶特殊行列式的计算(如有行和、列和相等);·矩阵的运算(包括加、减、数乘、乘法、转置、逆等的混合运算);·求矩阵的秩、逆(两种方法);·解矩阵方程;·含参数的线性方程组解的情况的讨论;
·齐次、非齐次线性方程组的求解(包括唯一、无穷多解);·讨论一个向量能否用和向量组线性表示;·讨论或证明向量组的相关性;·求向量组的极大无关组,并将多余向量用极大无关组线性表示;·将无关组正交化、单位化;
·求方阵的特征值和特征向量;·讨论方阵能否对角化,如能,要能写出相似变换的矩阵及对角阵;·通过正交相似变换(正交矩阵)将对称矩阵对角化;·写出二次型的矩阵,并将二次型标准化,写出变换矩阵;·判定二次型或对称矩阵的正定性。
第二部分:基本知识一、行列式1.行列式的定义用n^2个元素aij组成的记号称为n阶行列式(1)它表示所有可能的取自不同行不同列的n个元素乘积的代数和;(2)展开式共有n!项,其中符号正负各半;2.行列式的计算。
一阶|α|=α行列式,二、三阶行列式有对角线法则;N阶(n>=3)行列式的计算:降阶法定理:n阶行列式的值等于它的任意一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积的和方法:选取比较简单的一行(列),保保留一个非零元素,其余元素化为0,利用定理展开降阶。
特殊情况上、下三角形行列式、对角形行列式的值等于主对角线上元素的乘积;(2)行列式值为0的几种情况:Ⅰ 行列式某行(列)元素全为0;Ⅱ 行列式某行(列)的对应元素相同;Ⅲ 行列式某行(列)的元素对应成比例;
Ⅳ 奇数阶的反对称行列式二.矩阵1.矩阵的基本概念(表示符号、一些特殊矩阵――如单位矩阵、对角、对称矩阵等);2.矩阵的运算(1)加减、数乘、乘法运算的条件、结果;(2)关于乘法的几个结论:①矩阵乘法一般不满足交换律(若AB=BA,称A、B是可交换矩阵);。
②矩阵乘法一般不满足消去律、零因式不存在;③若A、B为同阶方阵,则|AB|=|A|*|B|;④|kA|=k^n|A|3.矩阵的秩(1)定义 非零子式的最大阶数称为矩阵的秩;(2)秩的求法 一般不用定义求,而用下面结论:
矩阵的初等变换不改变矩阵的秩;阶梯形矩阵的秩等于非零行的个数(每行的第一个非零元所在列,从此元开始往下全为0的矩阵称为行阶梯阵)求秩:利用初等变换将矩阵化为阶梯阵得秩4.逆矩阵(1)定义:A、B为n阶方阵,若AB=BA=I,称A可逆,B是A的逆矩阵(满足半边也成立);。
(2)性质: (AB)^-1=(B^-1)*(A^-1),(A)^-1=(A^-1);(A B的逆矩阵,你懂的)(注意顺序)(3)可逆的条件:① |A|≠0; ②r(A)=n; ③A->I;(4)逆的求解
伴随矩阵法 A^-1=(1/|A|)A*;(A* A的伴随矩阵~)②初等变换法(A:I)->(施行初等变换)(I:A^-1)5.用逆矩阵求解矩阵方程:AX=B,则X=(A^-1)B;XB=A,则X=B(A^-1);
AXB=C,则X=(A^-1)C(B^-1)三、线性方程组1.线性方程组解的判定定理:(1) r(A,b)≠r(A) 无解;(2) r(A,b)=r(A)=n 有唯一解;(3)r(A,b)=r(A)
特别地:对齐次线性方程组AX=0(1) r(A)=n 只有零解;(2) r(A)
r(A)
④表示出基础解系;⑤写出通解3.非齐次线性方程组(1)解的情况:利用判定定理(2)解的结构:X=u+c1α1+c2α2+…+Cn-rαn-r(3)无穷多组解的求解方法和步骤:与齐次线性方程组相同(4)唯一解的解法:
有克莱姆法则、逆矩阵法、消元法(初等变换法)四、向量组1.N维向量的定义注:向量实际上就是特殊的矩阵(行矩阵和列矩阵)2.向量的运算:(1)加减、数乘运算(与矩阵运算相同);(2)向量内积 αβ=a1b1+a2b2+…+anbn;。
(3)向量长度|α|=√αα=√(a1^2+a2^2+…+an^2) (√ 根号)(4)向量单位化 (1/|α|)α;(5)向量组的正交化(施密特方法)设α1,α 2,…,αn线性无关,则β1=α1,β2=α2-(α2’β1/β1’β)*β1,
β3=α3-(α3’β1/β1’β1)*β1-(α3’β2/β2’β2)*β2,………3.线性组合(1)定义 若β=k1α1+k2α 2+…+knαn,则称β是向量组α1,α 2,…,αn的一个线性组合,或称β可以用向量组α1,α 2,…,αn的一个线性表示。
(2)判别方法 将向量组合成矩阵,记A=(α1,α 2,…,αn),B=(α1,α2,…,αn,β)若 r (A)=r (B),则β可以用向量组α1,α 2,…,αn的一个线性表示;若 r (A)≠r (B),则β不可以用向量组α1,α 2,…,αn的一个线性表示。
(3)求线性表示表达式的方法:将矩阵B施行行初等变换化为最简阶梯阵,则最后一列元素就是表示的系数4.向量组的线性相关性(1)线性相关与线性无关的定义设 k1α1+k2α2+…+knαn=0,若k1,k2,…,kn不全为0,称线性相关;。
若k1,k2,…,kn全为0,称线性无关(2)判别方法:① r(α1,α 2,…,αn)
5.极大无关组与向量组的秩(1)定义 极大无关组所含向量个数称为向量组的秩(2)求法 设A=(α1,α 2,…,αn),将A化为阶梯阵,则A的秩即为向量组的秩,而每行的第一个非零元所在列的向量就构成了极大无关组。
五、矩阵的特征值和特征向量1.定义 对方阵A,若存在非零向量X和数λ使AX=λX,则称λ是矩阵A的特征值,向量X称为矩阵A的对应于特征值λ的特征向量2.特征值和特征向量的求解:求出特征方程|λI-A|=0的根即为特征值,将特征值λ代入对应齐次线性方程组(λI-A)X=0中求出方程组的所有非零解即为特征向量。
3.重要结论:(1)A可逆的充要条件是A的特征值不等于0;(2)A与A的转置矩阵A有相同的特征值;(3)不同特征值对应的特征向量线性无关六、矩阵的相似1.定义 对同阶方阵A、B,若存在可逆矩阵P,使P^-1AP=B,则称A与B相似。
2.求A与对角矩阵∧相似的方法与步骤(求P和∧):求出所有特征值;求出所有特征向量;若所得线性无关特征向量个数与矩阵阶数相同,则A可对角化(否则不能对角化),将这n个线性无关特征向量组成矩阵即为相似变换的矩阵P,依次将对应特征值构成对角阵即为∧。
3.求通过正交变换Q与实对称矩阵A相似的对角阵:方法与步骤和一般矩阵相同,只是第三歩要将所得特征向量正交化且单位化七、二次型1.定义 n元二次多项式f(x1,x2,…,xn)=∑ aijxixj称为二次型,若aij=0(i≠j),则称为二次型的标准型。
2.二次型标准化:配方法和正交变换法正交变换法步骤与上面对角化完全相同,这是由于对正交矩阵Q,Q^-1=Q,即正交变换既是相似变换又是合同变换3.二次型或对称矩阵的正定性:(1)定义(略);(2)正定的充要条件:。
①A为正定的充要条件是A的所有特征值都大于0;②A为正定的充要条件是A的所有顺序主子式都大于0;有了这些
童鞋们是不是更方了?大家抓紧有限的时间好好复习努力刷题吧!希望大家都能有个好成绩~
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