可逆矩阵判定典型例题
判断矩阵可逆的练习题
判断矩阵可逆的练习题判断矩阵可逆的练习题矩阵是线性代数中的重要概念，它在各个领域中都有广泛的应用。
而判断矩阵是否可逆是矩阵理论中的一个重要问题。
本文将通过一些练习题来帮助读者更好地理解和掌握矩阵可逆性的判断方法。
在开始之前，我们先回顾一下什么是可逆矩阵。
一个n阶方阵A称为可逆矩阵，当且仅当存在一个n阶方阵B，使得AB=BA=I，其中I是n阶单位矩阵。
可逆矩阵也被称为非奇异矩阵。
练习题1：设A是一个3×3的矩阵，其行列式为2。
请判断矩阵A是否可逆，并给出可逆矩阵B。
解答：根据矩阵可逆的定义，我们知道，如果矩阵A可逆，那么它的行列式必不为0。
因此，由题意可知矩阵A是可逆的。
为了找到可逆矩阵B，我们可以利用伴随矩阵的性质。
伴随矩阵的定义是：若A是一个n阶方阵，其伴随矩阵记作adj(A)，则adj(A)的元素是A的代数余子式的代数余子式。
对于3×3的可逆矩阵A，其伴随矩阵B可以通过以下公式计算得到：B = (1/2)adj(A)练习题2：设A是一个2×2的矩阵，其特征值为3和-2。
请判断矩阵A是否可逆，并给出可逆矩阵B。
解答：根据矩阵可逆的定义，我们知道，如果矩阵A可逆，那么它的特征值必不为0。
因此，由题意可知矩阵A是可逆的。
为了找到可逆矩阵B，我们可以利用逆矩阵的性质。
对于2×2的可逆矩阵A，其逆矩阵B可以通过以下公式计算得到：B = (1/det(A))adj(A)其中，det(A)表示矩阵A的行列式。
通过以上两个练习题，我们可以看出，判断矩阵可逆性的关键在于判断矩阵的行列式是否为0。
如果行列式不为0，则矩阵可逆；如果行列式为0，则矩阵不可逆。
在实际应用中，判断矩阵可逆性是非常重要的。
例如，在线性方程组求解中，如果系数矩阵可逆，那么方程组有唯一解；如果系数矩阵不可逆，那么方程组可能无解或有无穷多解。
因此，掌握判断矩阵可逆性的方法对于解决实际问题具有重要意义。
总结起来，通过练习题的训练，我们可以更好地理解和掌握矩阵可逆性的判断方法。
第三章 矩阵的逆例题
1 1 2 2 3 0 1 1 0 0 0 c3 + c1(1) 0
1 0 5 0 0 1
0 1 0 0 1 2 0 1 0 5 2 2 2 2 0 1 0 0 1 0 1 2 1 0 0 1 1 0 1 c3 + c2(2) c3(1/2) 0
3 2 2 1 0 0 3 r2 ( 2) 1 0 1 0 2 3 ， X A B 2 3 . r3 ( 1) 1 3 0 0 1 1 3
1 0 1 求 A1. A 2 1 0 3 2 5 1 1 0 1 0 2 1 0 5 A 3 2 5 1 0 0 0 E 0 1 0 0 0 0 1 1
在 (A1E)B = 6E 两边左乘 (A1E) 1, 得
0 6 0 0 1 0 B = 6(A1E) 1 6 0 1 3 0 0 2 0 . 0 0 1 6 0 0 1
例 设A, B, ABE 可逆, 证明: (1) AB1 可逆, (2) (AB1)1 A1 可逆. 证明: (1) AB1 = (AB E)B1 因为AB E及B1可逆, 故AB1 可逆. (2) (AB1)1 A1 = (AB1)1 (AB1)1(AB1)A1 = (AB1)1 [E (AB1)A1] = (AB1)1 [E AA1 +B1A1] = (AB1)1 B1A1 为可逆矩阵之积, 故可逆.
第三章 矩阵的逆 例题
思考: 若 A 可逆, A*是否一定可逆?
矩阵的逆的典型例题
题目：设 、 、 都可逆，证明 可逆，且
涉及的知识点
知识点一：
矩阵的逆
知识点二：
矩阵的运算
解题方法
需要配音：这是一道涉及矩阵运算及证明矩阵可逆的综合题.
内容：如能证明第一个等式成立 即 ,因而第二个等式也成立.下证第一个等式成立，只需证 .
下面给出四种证法.
1. 定义法.
2. 用定义直接验证，运算过程不同.
解题思路：利用正交阵的定义证.
解答：因为 均为正交矩阵，所以
， 成立.
从而
方法总结
需要配音或重点提示的文字：无
内容：证明逆矩阵的和可逆，常根据定义来证.利用矩阵运算的基本性质得到了方法1，2，3,也可用恒等变形.
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
需要配音或重点提示的文字：无
内容：
错误地推出 .
相关例题一
题目一：设 ， ， 为同阶非奇异矩阵，试证：
（1） 为非奇异矩阵；
（2） 也是非奇异矩阵，并求其逆阵.
解题思路：利用矩阵的行列式不等于零来证.
解答：（1）
因
故 即 为非奇异矩阵.
（2）因
由已知条件， 得
0
故 即 为非奇异矩阵，且
相关例题二
题目二：设 ， ， 均为正交矩阵，试证：
3. 定义法，运算过程不同。
4. 恒等变形.
解题过程
（配音或重点提示的文字：无
第二种证法
第一步：
需要配音或重点提示的文字：无
第三种证法
第一步：
需要配音或重点提示的文字：无
第四种证法
第一步：将 恒等变形，得到
书后习题：逆矩阵的证明题
14. 设n阶方阵A满足：A3 4 A2 + 3 A E = 0 阶方阵A满足： 试证A可逆， 试证A可逆，并求 证： 由
A1
A3 4 A2 + 3 A E = 0 ，得到
A( A2 4 A + 3E ) = E
故A可逆， 且 可逆，
A = A 4 A + 3E
B A B = B
K 1 1
B A = B B A = 5K
K K
1
5）设矩阵A可逆，则矩阵kA可逆的充分必要条件 设矩阵A可逆，则矩阵kA可逆的充分必要条件 是 k ≠0
作业： ）、2 ）、4 ）、10、13、 作业：1（2）、2（1）、4（2）、10、13、16 （1）、19（4）、22（2、5）、24、30（1） ）、19（ ）、22（ ）、24、30（
∴ ( A ) 1 = ( A1 )
20．填空：1）设A、B是两个 阶方阵， A = 1, B = 2 ．填空： ） 是两个3阶方阵 、 是两个 阶方阵， 则：2( A B ) = 2 A B
T 3 T 1 2 1 2
=8 A
T 2
B
1 2
=8 A
2 1 2 B
= 8 ×1 × 1 = 2 4
1 A = 16 , B = 2 A1 (2 A) 1 2）设A、B是两个4阶方阵， 是两个4阶方阵，
A 1 ( A 3E ) = E 2
Байду номын сангаас
A1 = 1 ( A 3 E ) 2
2. 若 AK = 0 ，则 ( E A) 1 = E + A + A2 + + AK 1 证明： 证明： 因
( E A)( E + A + A + + A
矩阵可逆的若干判别方法
毕业论文题目：矩阵可逆的若干判别方法学院：数理学院专业：姓名：学号：指导老师：完成时间：摘要矩阵是数学中一个极其重要的概念，是线性代数的一个主要研究对象和重要工具，可逆矩阵在矩阵理论中占有非常重要的地位,判定矩阵是否可逆对矩阵的运算起着至关重要的作用.为了更便捷地求逆矩阵，本文根据不同矩阵的不同特点简单介绍了几种求逆矩阵的方法, 其中有定义法、行列式法、初等变换法、伴随矩阵判别法、秩判别法、特征值判别法等并对部分方法原理进行了简要论证且给出了相应的例题.关键字：可逆矩阵；初等变换；秩；特征值.AbstractMatrix is a very important concept in mathematics and is a main object of study on linear algebra and important tool.Invertible matrix plays a very important role in the matrix theory.Deciding whether a matrix reversible plays a vital role in matrix operations. To provide more convenient methods to calculating inverse matrix, this article introduces several methods, including definition method，determinant method, elementary transformation method, eigenvalue discriminant method, rank discriminant analysis, feature value determination method and ect.，according to the different characteristics of different matrixs.It also briefly demonstrates the principle and provides the relevant examples.Keyword: Invertible matrix；Elementary transformation；Rank; Feature value.目录引言矩阵是高等代数的一个最基本的概念，其内容贯穿于高等代数的始终，在研究中也发挥重要的作用，现今矩阵的发展十分迅速，它已经成为在物理、控制论、机器人学、生物学、经济学等学科的重要工具, 广泛应用于数学、物理学、经济学等多个领域，矩阵理论逐渐成为数学的一个重要分支.而可逆矩阵是矩阵理论的一个基础，矩阵问题中的求逆贯穿于整个矩阵问题的始终，基于自身的性质特点，为更高层次矩阵问题的解决提供了便利，更是丰富了矩阵的理论内容，所以本文归纳了一些普通矩阵逆的求解判定方法，其中有定义法、行列式法、初等变换法、伴随矩阵判别法、秩判别法、特征值判别法等并对部分方法原理进行了简要论证且给出了相应的例题.在本文的讨论均在数域p中讨论，如不特别说明，这里的矩阵均指n阶方阵.第一章矩阵可逆的基本概念和定理1.1基本概念定义1.1n级方阵A称为可逆的，如果有n级矩阵B,使得==（1）AB BA E这里E是n级单位矩阵.注可逆矩阵A必为方阵,其逆必唯一,且1A-与A为同阶方阵,即11A A AA E --==.定义1.2 如果B 适合（1）,那么B 就称为A 的逆矩阵,记作1-A .定义1.3 如果n 阶方阵A 的行列式不等于0 ,则称A 是非奇异的（或非退化的）；否则称A 是奇异的（或退化的）.定义1.4 设ij A 是矩阵111212122212n n n n nn a a a a a a A a a a ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦中元素ija 的代数余子式，矩阵1112121222*12n n n n nn A A A A A A A A A A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,称为A 的伴随矩阵.定义 1.5 矩阵()ij m n A a ⨯=中一切非零子式的最高阶数称为矩阵A 的秩，记为()r A .定义1.6 设()ij m n A a ⨯=, 称矩阵A 的行向量组的秩为A 的行秩, 矩阵A 的列向量组的秩为A 的列秩，矩阵A 的行秩等于矩阵A 的列秩, 统称为矩阵A 的秩, 记为()r A .定义1.7 由单位矩阵E 经过一次初等变换得到的矩阵称为初等矩阵. 定义1.8 矩阵的三类初等变换： (1)对调矩阵的两行(列)；(2)矩阵的某行(列) 乘以非零常数；(3)矩阵的某行（列）的倍数加到另一行（列）.第一类初等矩阵ij p 表示将单位矩阵的第i 行与第j 行对换后得到的矩阵：101101ij p ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦.注 ij p 也可以由单位矩阵的第i 列与第j 列对换后得到的矩阵.第二类初等矩阵)(c p i 等于将常数)0(≠c c 乘以单位阵的第i 行（或i 列）而得到的矩阵：1()1i p c c⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. 第三类初等矩阵()ij P c 表示将单位阵的第i 行（第j 列）乘以c 后到第i 行（第j 列）上得到的矩阵：101()01ij p c c⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦. 定义1.9 如果n 阶矩阵A 满足E A A T =(即T A A =-1), 则称A 为正交矩阵. 定义1.10 如果矩阵B 可以由矩阵A 经过有限次初等变换得到，则称矩阵A 与B 是等价的.1.2 基本定理和推论定理1.1 矩阵A 可逆的充分必要条件是A 非退化，而A 可逆时1*1(||0)A A d A d-==≠证明：由行列式按一行（列）展开的公式即可得出：**000000d d AA A A dE d ⎡⎤⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎣⎦（2） 其中d A =如果0d A =≠那么由（2）得**11()()A A A A E d d==（3） 当||0d A =≠，有（3）可知，A 可逆，且1*1A A d-=.反过来，如果A 可逆，那么有1A -使1AA E -=.两边取行列式，得11A A E -==,因而||0A ≠，即A 非退化.定理 1.2 设A 是一个m n ⨯矩阵，对A 施行一次初等行变换，相当于在A 的左侧乘以相应的m 阶初等矩阵；对A 施行一次初等列变换相当于在A 的右边乘以相应的n 阶初等矩阵.定理1.3[克拉默法则] 若非齐线性方程组11112211211222221122n n n n n n nn n na x a x a xb a x a x a x b a x a x a x b +++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩的系数行列式1112121222120n n n n nna a a a a a D a a a =≠，则方程组有唯一解，其解为,1,2,,j j D x j n D==其中(1,2,,)j D j n =是将系数行列式D 中第j 列的元素12,,,j j nj a a a 对应地换成方程组右端的常数项12,,,n b b b ，而其余各列保持不变得到的行列式.若线性方程组的常数项0(1,2,,)i b i n ==，即111122121122221122000n n n nn n nn n a x a x a x a x a x a x a x a x a x +++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩，称为齐次线性方程组.定理 1.4 若齐次线性方程组111122121122221122000n n n n n n nn n a x a x a x a x a x a x a x a x a x +++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩的系数行列式1112121222120n n n n nna a a a a a D a a a =≠，则方程组只有零解.证：因为0D ≠，由克拉默法则，齐次线性方程组有唯一解,1,2,,jj D x j n D==，又因0(1,2,,)i b i n ==，可知行列式j D 中的第j 列元素全为零（1,2,,j n =），因为0(1,2,,)j D j n ==，齐次线性方程组只有零解. 定理1.5 任意一个矩阵()ij m n A a ⨯=都与一个形如rE O D OO ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦的矩阵等价.矩阵D 称为矩阵A 的标准型.证明：若A O =,则A 已是标准型（此时0r =）,结论成立. 若A O ≠,则A 中至少有一个元素不等于零，不妨设110a ≠，用111i a a -乘以第一行加到第i 行上(1,2,,)i m = ，再将所得矩阵的第一列乘以 111j a a -加到第j 列上(1,2,,)j n = ，并将11a 化为1，于是矩阵A 化为''2221''2100010n m mn a a O A O A a a ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥→=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦， 若1(1)m A O -⨯=（n-1），则已为标准型（此时1r =），若1(1)m A O -⨯≠（n-1），则按上面的方法继续下去，最终有rE O A O O ⎡⎤→→⎢⎥⎣⎦. 推论1.1 对于任意m n ⨯矩阵A ，存在m 阶初等矩阵12,,,s P P P 和n 阶初等矩阵12,,,t Q Q Q ，使得2112r s t E O P P P AQ Q Q O O ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦令21sP P P P =,12t Q Q Q Q =，由于初等矩阵都是可逆矩阵，而可逆矩阵的乘积仍为可逆矩阵，因此P ,Q 为可逆矩阵，从而有如下推论.推论1.2 对于任意m n ⨯矩阵A ，存在m 阶可逆矩阵P 和n 阶可逆矩阵Q ，使得r E O PAQ O O ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. 当A 为n 阶可逆矩阵时，由A 可逆的充分必要条件，0A ≠.又由推论1.2，存在n 阶可逆矩阵P , Q ,使得r E O PAQ O O ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦， 从而 0PAQ P A Q =≠于是只有r n =，所以由如下推论.推论1.3 n 阶矩阵A 可逆的充分必要条件是的A 等价标准型为n E .推论 1.4 n 阶矩阵A 可逆的充分必要条件是A 可表示为有限个初等矩阵的乘积.证明：由推论1.1和推论1.3可知，A 可逆的充分必要条件是存在n 阶初等矩阵12,,,s P P P 和12,,,t Q Q Q ，使得 2112st n P P P AQ Q Q E =而初等矩阵的逆矩阵仍为初等矩阵，从而有1111111221s n t A P P P E Q Q Q ------=1111111221s t P P P Q Q Q ------=.第二章 矩阵可逆的性质性质2.1 若A 是可逆矩阵，则其逆矩阵唯一.证明：若,B C 都是的A 逆矩阵，则B 与C 均满足式AB BA E ==，即,AB BA E AC CA E ====从而有()()B BE B AC BA C EC C =====即 的逆矩阵是唯一的.性质2.2 若A 可逆，则1A -可逆，且A A =--11)(证明：由11A A E AA --==可得1A -可逆且A A =--11)(性质2.3 若A 可逆，则T A 也可逆，且11()()T T A A --=证明：因为11()()T T T T A A A A E E --===,所以T A 可逆，且11()()T T A A --=性质2.4 若A ,B 都是n 阶可逆矩阵，则AB 可逆且111()AB B A ---=证明：若A ,B 可逆，则1A -，1B - 存在且()()111111()AB B A A BB A AEA AA E ------====所以AB 可逆且111()AB B A ---=若12,,,m A A A 均为同阶可逆方阵，则它们的乘积12m A A A 也可逆且()11111221m mA A A A A A ----=性质2.5 若12,,,m A A A 均为可逆方阵，那么12m A A A A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦也可逆且111121m A A A A ----⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦性质2.6 若A 可逆，0k ≠，则kA 可逆且111()kA A k --=证明：若A 可逆，则0A ≠，又0k ≠，可得0n kA k A =≠,所以kA 可逆，再由11111()()()kA A k AA AA E k k---=⋅==得111()kA A k --=性质2.7 若A 可逆，则11A A-=. 证明：若A 可逆，则存在1A -，使得1AA E -=, 11AA E -==。
逆矩阵练习题
逆矩阵练习题矩阵是线性代数中一个重要的概念，而逆矩阵则是在矩阵运算中扮演着至关重要的角色。
逆矩阵的概念十分重要，它不仅有助于解决方程组和求解线性方程，还在其他数学领域中有着广泛的应用。
本文将为你提供一些关于逆矩阵的练习题，帮助你更好地理解和应用逆矩阵。
1. 给定矩阵A = [3 1; 2 5]，求其逆矩阵A^-1。
解析：首先，我们需要使用矩阵的公式来计算逆矩阵。
对于一个2x2的矩阵A，其逆矩阵的计算公式如下：A^-1 = (1/|A|) × adj(A)其中，|A|表示矩阵A的行列式，adj(A)表示矩阵A的伴随矩阵。
根据公式，我们可以先计算矩阵A的行列式：|A| = 3 × 5 - 1 × 2 = 13然后，我们需要计算矩阵A的伴随矩阵。
伴随矩阵的计算方法是，将矩阵A的元素按照特定顺序组成一个新的矩阵，并保持原矩阵的行列关系。
对于2x2的矩阵A来说，其伴随矩阵的计算方法如下：adj(A) = [d -b; -c a]其中，a、b、c、d分别表示矩阵A的元素。
根据上述公式和计算步骤，我们可以得出矩阵A的逆矩阵A^-1为：A^-1 = (1/13) × [5 -1; -2 3]2. 给定矩阵B = [4 7 2; 1 6 3; 5 2 2]，求其逆矩阵B^-1。
解析：同样地，我们可以使用矩阵的公式来计算逆矩阵。
对于一个3x3的矩阵B，其逆矩阵的计算公式如下：B^-1 = (1/|B|) × adj(B)首先，计算矩阵B的行列式：|B| = 4 × (6 × 2 - 2 × 2) - 7 × (1 × 2 - 2 × 5) + 2 × (1 × 2 - 6 × 5) = 8然后，计算矩阵B的伴随矩阵：adj(B) = [e f g; h i j; k l m]其中，e、f、g、h、i、j、k、l、m分别表示矩阵B的元素。
例1求一可逆矩阵P把
1 0
4 1 1 0 0 0
0 1
得基础解系
P2
1
, P3
0.
1 4
③ 把P1, P2, P3拼成矩阵P,即
1 0 1 P 0 1 0,
1 1 4
则P
1 AP
1 0
0 2
0 0 .
0 0 2
例2 设矩阵A与B相似,其中
A
2 2
0 x
0 2 ,
B
1 0
0 2
解由
3 2
2
A - E k 1 k
4
2 3
1 2 2 0 1 k
0 0 1
( 1)2 ( 1) 0
得A的特征值为: 1 2 1, 3 1.
对于1 2 1时,有
4
(
A
λE
)
k
2 0
2 k
～
4 k
2 0
2 k
4 2 2 0 0 0
当k = 0 时,上式变为
4 0
1
因此,当 k = 0 时,令
1 1 1
1 0 0
P
2
0
0, 则P
1A P
0
1 0.
0 2 1
0 0 1
从上面的讨论和例题可知, A没有重特征值,则A必可对 角化,而当 A有重特征值时,就不一定有n 个线性无关的特征 向量 ,从而不一定能对角化 .上次课讲的二重特征值不能对 应两个线性无关的特征向量 ,所以该方阵不能对角化 .而在 本节例1中A也有二重特征值,但却能找到 3个线性无关特征 向量.所以例1中A能对角化.例3的讨论也说明不是所有方阵 都能对角化.
当3 2时
A
2E
0 2
矩阵理论典型例题
矩阵理论典型例题《矩阵理论》第⼀⼆章典型例题⼀、判断题1．A n 为阶实对称矩阵，n R x 对中的列向量， ||x |Ax =定义, ||x||x 则为向量的范数. ( )2．设A n 为阶Hermite 矩阵，12,,,n λλλ是矩阵A 的特征值，则2221||||nm i i A λ==∑.( )3. 如果m n A C ?∈，且0A ≠，()H AA AA --=, 则2||||AA n -=. ( )4. 若设nx R ∈，则212||||||||||x x x ≤≤. ( ) 5. 设m nA R∈的奇异值为12n σσσ≥≥≥，则2221||||ni i A σ==∑. ( ) 6. 设n n A C ?∈，且有某种算⼦范数||||?，使得||||1A <，则11||()||1||||E A A -->-,其中E 为n 阶单位矩阵. ( )7. 设2H A E uu =-(其中，E 为n 阶单位矩阵，2||||1n u C u ∈=且)，则2||||m A =( )8. 设n n A C ?∈为正规矩阵，则矩阵的谱半径2()||||r A A =. ( )9.设nn CA ?∈可逆，nn CB ?∈，若对算⼦范数有1||||||||1A B -?<，则B A +可逆.( )10. 设A 为m n ?矩阵，P 为m 阶⾣矩阵, 则PA 与A 有相同的奇异值. ( ) 11. 设n nA C∈，且A 的所有列和都相等，则()r A A ∞=. ( )12. 如果12(,,,)T n n x x x x C =∈，则1||||min i i nx x ≤≤=是向量范数. ( )13. 设,n n A C ?∈则矩阵范数mA ∞与向量的1-范数相容. ( )14、设n nA C∈是不可逆矩阵，则对任⼀⾃相容矩阵范数有1I A -≥, 其中I 为单位矩阵. ( )⼆、设m nA C∈，,||||||ij i jA a =，证明:(1)||||A 为矩阵范数; (2)||||A 为与向量2-范数相容.三、试证：如果A 为n 阶正规矩阵，且Ax x λ=和Ay y µ=，其中，λµ≠，那么x 与y 正交.四、 (1) 设(1)n n A C n ?∈>为严格对⾓占优矩阵，1122(,,,)nn D diag a a a =，其中(1,2,,)ii a i n =为A 的对⾓元，E 为n 阶单位矩阵，则存在⼀个矩阵范数||||?使得1()1r E D A --<.(2) 设n nA C∈,ε为任意给定的正数，()r A 为矩阵的谱半径。
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即ﻩﻩ
从而有
ﻩﻩﻩ
对 两边取行列式,有
ﻩ
若A可逆, ,故 ，于是有
若Ａ不可逆，则 , 的秩小于或等于1,故 ,仍有
ﻩ
（2）对 两边取行列式,有
ﻩ
若A可逆，所以 ,从而有 ,于是可知
ﻩﻩﻩ
若A不可逆,则
例７设A、B是同阶方阵,已知B是可逆矩阵,且满足 ，证明A和 都是可逆矩阵,并求它们的逆矩阵．
ﻩ
ﻩﻩﻩ
故
ﻩ
(６)因为 ,故Ａ可逆,并且
ﻩﻩﻩ
类似于(5)可知 的代数余子式为 ，故
例2设A是ｎ阶非零矩阵，并且Ａ的伴随矩阵 满足 ，证明A是可逆矩阵．
证根据矩阵A与其对应的伴随矩阵的关系式,有
ﻩﻩﻩ
反证,假设A不可逆，故有 ，由上式及条件 ,有
ﻩﻩ ﻩﻩﻩﻩ（2-6）
ﻩﻩ
故ﻩ 是可逆矩阵.
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩ
故ﻩﻩ
同理可证ﻩ .
（2）因为
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ
故
同理可证ﻩ .
可逆矩阵判定典型例题
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典型例题(二）方阵可逆的判定
例1设A是n阶方阵,试证下列各式：
（1)若 ,则 ;
(２）若Ａ、B都是n阶可逆矩阵,则 ;
（3) ；
（4）若 ，则 ；
ﻩﻩ
因此有
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
所以ﻩ
故 是不可逆矩阵．
例5设A是ｎ阶方阵且对某个正整数k满足 ,证明 是可逆矩阵,并求 .
证由于
ﻩﻩﻩ
故对于方阵A的多项式,仍有
注意到 ,故有
ﻩﻩﻩﻩ
因此 可逆，并且
例６设A是 阶方阵， 是A的伴随矩阵 的伴随矩阵,证明：
（1) ；
（2） .
证(1）利用矩阵A与矩阵A的伴随矩阵的关系，有
证因为 ,由于
ﻩﻩ
所以 ,
因而有 可逆.
由ﻩ ﻩ可知
由ﻩ ﻩ可知 .
例8设Ａ、Ｂ均是n阶方阵，且 可逆,则 也可逆,并且
ﻩ
证考察两个矩阵的乘积
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ
因此 可逆,并且
ﻩﻩﻩ
例９设n阶矩阵A、Ｂ和 均可逆,证明：
（1） 也可逆，且
(2）
证(1）因为
ﻩﻩ
两边取行列式有
ﻩﻩ
因为A、Ｂ、 可逆,故 ﻩ 所以有
设矩阵Ａ为
ﻩ
由式(2－6)可知
ﻩﻩﻩ
ﻩﻩ
比较上式两边矩阵对角线上的元素有
ﻩﻩﻩ
故
因此有A=O,与A是n阶非零矩阵矛盾,故A是可逆矩阵.
例３设Ａ、B都是n阶可逆矩阵,证明:
ﻩ 的充要条件是
证必要性：因为
因此ﻩﻩ
即ﻩﻩﻩ
充分性:因为 ,故
ﻩﻩ .
例４设Ａ是一个ｎ阶方阵,n为奇数,且 ，证明 不可逆.
证因为 ,故
ﻩ
（３)设n阶方阵A为
ﻩﻩ
于是可得A的伴随矩阵 为
ﻩﻩ
注意到A的转置矩阵为
ﻩﻩ
可推出 的伴随矩阵为
ﻩﻩﻩﻩ
比较 与 可知
ﻩ
（4)因为 ,故A可逆，A的逆矩阵为 ，并且由 可知
ﻩﻩ
由于 , 可逆且 可得
ﻩﻩ
另一方面,由
ﻩﻩﻩ
由矩阵可逆的定义知, 可逆,并且
ﻩﻩﻩﻩ
（5)对于(3)给出的矩阵A,有
ﻩﻩ
即 的代数余子式为
（5) ;
（6）若 ,则 （l为自然数)；
(７) .
证（1）因为 ,故Ａ是可逆矩阵,且
ﻩ
两边同时取转置可得
ﻩﻩ
故由可逆矩阵的定义可知 是AT的逆矩阵.
即
ﻩﻩ
(２)利用方阵与其对应的伴随矩阵的关系有
ﻩ ﻩﻩﻩﻩﻩ（2-7)
另一方面
ﻩﻩ
ﻩﻩﻩﻩ ﻩﻩ（2-８）
比较式(2－7)、(2－8）可知
ﻩﻩﻩ
又因为A、B均可逆,所以（AB）也可逆,对上式两端右乘 可得