线性代数总结材料汇总情况+经典例题
线性代数知识重难点和常考题型汇总

②、
a11 a21
a12
a22
a1 n a2 n
x1
x2
b1
b2
Ax
b
(向量方程,
A为mn
矩阵, m
个方程, n 个未知数)
am1
am 2
amn xm
bm
⑦、 r( AB) min(r( A), r(B)) ;(※)⑧、如果 A 是 m n 矩阵, B 是 n s 矩阵,且 AB 0 ,则:(※) Ⅰ、 B 的列向量全部是齐次方程组 AX 0 解(转置运算后的结论); 3
Ⅱ、 r( A) r(B) n ⑨、若 A 、 B 均为 n 阶方阵,则 r( AB) r( A) r(B) n ;
③、 a1
a2
an
x1
x2
(全部按列分块,其中
b1 b2
);
xn
bn
④、 a1 x1 a2 x2 an xn (线性表出)
⑤、有解的充要条件: r( A) r( A, ) n ( n 为未知数的个数或维数)
③、某行(列)的元素乘以该行(列)元素的代数余子式为 A ;
3,代数余子式和余子式的关系:
M ij (1)i j Aij
Aij (1)i j M ij
4,设 n 行列式 D :
n ( n 1)
线性代数《线性方程组》常见题型与典型例题

线性代数《线性方程组》常见题型与典型例题壹齐次线性方程组的基本公式与结论(1) 克莱姆法则若n个方程n个未知量构成的非齐次线性方程组AX=b的系数行列式|A|≠0,则方程组有唯一解,并且有其中|A i|是|A|中第i列元素(即x i的系数)替换成方程组右端的系数项b1,b2,…,b n所构成的行列式.(2) 齐次线性方程组解的存在性● 若n个方程n个未知量构成的齐次线性方程组AX=0的系数行列式|A|≠0,则方程组有唯一零解,● 若m个方程n个未知量构成的齐次线性方程组,若r(A)= n,即A的列向量组线性无关,则方程组有唯一零解;若r(A)= s<n,即A 的列向量组线性相关,则方程组有有非零解,且有n-s个线性无关解.(3) 求解方法之高斯消元法将系数矩阵A作初等行变换转换为阶梯型矩阵B,初等变换将方程组化为同解方程组,即Ax=0与Bx=0同解,只需要解Bx=0即可. 设n个变量m各方程构成的方程组,并设r(A)=r≤m≤n,则方程组的独立方程个数为r个,r也是独立变量的个数,故多余方程个数为m-r,自由变量的个数为n-r. 令自由变量为任意常数,回代求得独立未知变量,则得方程组的解.(4) 基础解系和解的结构基础解系:设x1,x2,…,x n-r是方程组Ax=0的解,若①x1,x2,…,x n-r 线性无关;②任一方程组Ax=0的解均由x1,x2,…,x n-r线性表出,则称x1,x2,…,x n-r是方程组Ax=0的一个基础解系.通解:设x1,x2,…,x n-r是方程组Ax=0的一个基础解系,则k1x1+k2x2+…+k n-r x n-r是方程组Ax=0的通解,其中k1,k2,…,k n-r为任意常数.贰非齐次线性方程组的基本公式与结论非齐次线性方程组AX=b,其导出组(即齐次方程组)AX=0,A系数矩阵,(A|b)增广矩阵。
(1) 解的性质● 导出组解的线性组合仍为导出组的解● 非齐次方程组的任意两个解的差为其导出组的解(2) 通解的结构● 导出组的n个线性无关组的线性组合为其通解● 非齐次线性方程组的通解等于其导出组的通解与其任意特解之和● 关于非齐次方程组AX=b解的讨论:若r(A)=r(A|b)=n(未知数个数),则有唯一解若r(A)≠r(A|b),则无解若r(A)=r(A|b)=m<n,则有无穷解,其基础解系所含解向量个数为n-m个(3) 求解方法求导出组的通解加上他的任意一个特解即可.叁常见题型(1) 有关线性方程组的概念与性质的命题解题方法:概念与性质必须娴熟。
线性代数总复习及典型例题共63页文档

60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左
线性代数总复习及典型例题
21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留Байду номын сангаас的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
线性代数知识点全面总结

a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn 的系数行列式D ≠0 , 原方程组有惟一解 Dn D1 D2 x1 , x2 , xn = . D D D 其中Dj ( j = 1,2,…,n )是把系数行列式D 中的第j 列的元素用 方程组的常数项替换后得到的n阶行列式。
反证法.
二、重要定理
1、设A、B是n阶矩阵,则|AB|=|A||B|。
2、若A是可逆矩阵,则A的逆矩阵惟一。 3、n阶矩阵A可逆⇔ |A| ≠ 0 ⇔ R(A)=n ⇔ A为满秩矩阵。 4、若AB = E( 或BA =E ), 则B = A-1 。 5、若A为对称矩阵,则AT =A 。 6、若A为反对称矩阵,则AT=-A 。
0 D= B
1 x1 x
2 1
A (1)mn A B 。 0
1 x2 x2
2
4、范德蒙得行列式 1 xn xn
2
( xi x j )。
n i j 1
x1n-1
x2 n-1 xn n-1
四、典型例题
1、3~4阶的行列式
2、简单的n阶行列式
3、用公式
5、若A可逆,则存在有限个初等方阵P1,P2,…,Pl,使 A = P1P2…Pl 。 6、n 元齐次线性方程组Am×nx = 0 有非零解的充分必 要条件是系数矩阵的秩r(A) < n 。
7、n 元非齐次线性方程组Am×nx = b 有解的充分必要 条件是系数矩阵的秩r(A) 等于增广矩阵r(A,b) 的秩。
秩:矩阵非零子式的最高阶数.
线性代数应用题总结分类及经典例题

线性代数应用题总结分类及经典例题本文旨在总结线性代数中的应用题,并提供一些经典例题。
以下是对应的分类和例题:1. 线性方程组例题1:已知线性方程组如下:$$\begin{cases}2x + y - z = 5 \\x - 3y + 2z = -4 \\3x + 4y - z = 6 \\\end{cases}$$求解以上线性方程组。
例题2:已知线性方程组如下:$$\begin{cases}2x + 3y - z = 4 \\x - 2y + 3z = -1 \\3x + 4y - 2z = 7 \\\end{cases}$$求解以上线性方程组。
2. 矩阵与向量例题1:已知矩阵$A=\begin{bmatrix}1 &2 &3 \\4 &5 &6 \\\end{bmatrix}$,向量$\mathbf{b}=\begin{bmatrix}2 \\-1 \\\end{bmatrix}$,求解方程组$A\mathbf{x}=\mathbf{b}$。
例题2:已知矩阵$A=\begin{bmatrix}2 & -1 \\3 &4 \\\end{bmatrix}$,向量$\mathbf{b}=\begin{bmatrix}1 \\2 \\\end{bmatrix}$,求解方程组$A\mathbf{x}=\mathbf{b}$。
3. 线性变换例题1:已知线性变换$T$将向量$\mathbf{v}=\begin{bmatrix}2 \\3 \\\end{bmatrix}$映射为$\mathbf{w}=\begin{bmatrix}5 \\-1 \\\end{bmatrix}$,求线性变换$T$的矩阵表示。
例题2:已知线性变换$T$将向量$\mathbf{v}=\begin{bmatrix} 1 \\-2 \\\end{bmatrix}$映射为$\mathbf{w}=\begin{bmatrix}3 \\4 \\\end{bmatrix}$,求线性变换$T$的矩阵表示。
线性代数部分重点及典型问题举例

线性代数部分重点及典型问题举例第二章,矩阵考试要求:⑴ 了解矩阵概念,理解矩阵可逆与逆矩阵概念,知道矩阵可逆的条件,了解矩阵秩的概念;⑵ 熟练掌握矩阵的加法、数乘、乘法和转置等运算,掌握这几种运算的有关性质;⑶ 了解单位矩阵、数量矩阵、对角矩阵、三角形矩阵和对称矩阵的定义和性质.⑷ 理解矩阵初等行变换的概念,熟练掌握用矩阵的初等行变换将矩阵化为阶梯形矩阵、行简化阶梯形矩阵,熟练掌握用矩阵的初等行变换求矩阵的秩、逆矩阵.重点:矩阵概念,矩阵可逆与逆矩阵概念,矩阵可逆的条件,矩阵秩的概念及求法;矩阵的运算和矩阵的求逆,矩阵的初等行变换。
典型例题一、单项选择题1.设A 为23⨯矩阵,B 为32⨯矩阵,则下列运算中( )可以进行. A .AB B .AB T C .A +B D .BA T 答案:A2.设B A ,为同阶可逆矩阵,则下列等式成立的是( ) A . T T T )(B A AB = B . T T T )(A B AB =C . 1T 11T )()(---=B A ABD . T 111T )()(---=B A AB 答案:B3.设B A ,为同阶可逆方阵,则下列说法正确的是( ). A . 若AB = I ,则必有A = I 或B = I B .T T T )(B A AB =C . 秩=+)(B A 秩+)(A 秩)(BD .111)(---=A B AB 答案:D4.设B A ,均为n 阶方阵,在下列情况下能推出A 是单位矩阵的是( ).A .B AB = B .BA AB =C .I AA =D .I A =-1 答案D5.设A 是可逆矩阵,且A AB I +=,则A -=1( ).A .B B . 1+BC . I B +D . ()I AB --1 答案C6.设)21(=A ,)31(-=B ,I 是单位矩阵,则I B A -T =( ).A .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--6231B .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--6321C .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--5322D .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--5232 答案 D7.设下面矩阵A , B , C 能进行乘法运算,那么( )成立.A .AB = AC ,A ≠ 0,则B = C B .AB = AC ,A 可逆,则B = C C .A 可逆,则AB = BAD .AB = 0,则有A = 0,或B = 0 答案:B二、填空题1.两个矩阵B A ,既可相加又可相乘的充分必要条件是 .答案:同阶矩阵2.若矩阵A = []21-,B = []12-,则A T B=.答案⎥⎦⎤⎢⎣⎡--2412 3.设⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=13230201a A ,当a = 时,A 是对称矩阵. 答案:0=a4.当a 时,矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=a A 131可逆. 答案:3-≠a5.设B A ,为两个已知矩阵,且B I -可逆,则方程X BX A =+的解=X . 答案A B I 1)(--6.设A 为n 阶可逆矩阵,则r (A )= . 答案:n7.若矩阵A =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--330204212,则r (A ) = .答案:22.计算题(1)设矩阵 A =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-022011,B =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--210321,计算(BA )-1. 解 因为BA =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--210321⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-022011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--2435 (BA I )=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--→⎥⎦⎤⎢⎣⎡--1024111110240135 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡---→54201111⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--→2521023101 (2)设矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--------=843722310A ,I 是3阶单位矩阵,求1)(--A I . 解:由矩阵减法运算得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---------⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=-943732311843722310100010001A I 利用初等行变换得113100237010349001113100011210010301⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥→--⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥ →----⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥→----⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥113100011210001111110233010301001111→---⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥100132010301001111即 ()I A -=---⎡⎣⎢⎢⎢⎤⎦⎥⎥⎥-1132301111 (3)设矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=112,322121011B A ,求B A 1-. 解:利用初等行变换得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--102340011110001011100322010121001011 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----→146100135010001011146100011110001011 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----→146100135010134001 即 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=-1461351341A 由矩阵乘法得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=-7641121461351341B A第三章 线性方程组考试要求:⑴ 了解线性方程组的有关概念,熟练掌握用消元法求线性方程组的一般解;⑵ 理解并熟练掌握线性方程组的有解判定定理.重点:线性方程组有解判定定理、线性方程组解的表示及求解非齐次线性方程组AX = b 的解的情况归纳如下:AX = b 有唯一解的充分必要条件是秩(A ) = 秩(A ) = n ; AX = b 有无穷多解的充分必要条件是秩(A ) = 秩(A ) < n ;AX = b 无解的充分必要条件是秩(A ) ≠ 秩(A ). 相应的齐次线性方程组AX = 0的解的情况为:AX = 0只有零解的充分必要条件是 秩(A ) = n ; AX = 0有非零解的充分必要条件是 秩(A ) < n .典型例题:一、单项选择题1.若线性方程组的增广矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=41221λA ,则当λ=( )时线性方程组有无穷多解.A .1B .1-C .2D .21 (答案D)2. 若非齐次线性方程组A m ×n X = b 的( ),那么该方程组无解. A .秩(A ) = n B .秩(A )=m C .秩(A )≠ 秩 (A )D .秩(A )= 秩(A )(答案C)3.线性方程组⎩⎨⎧=+=+012121x x x x 解的情况是( ).A . 无解B . 只有0解C . 有唯一解D . 有无穷多解 答案 A4. 线性方程组AX =0只有零解,则AX b b =≠()0( ).A . 有唯一解B . 可能无解C . 有无穷多解D . 无解 答案B5.设线性方程组AX=b 中,若r (A , b ) = 4,r (A ) = 3,则该线性方程组( ). A .有唯一解 B .无解 C .有非零解 D .有无穷多解 答案B6.设线性方程组b AX =有唯一解,则相应的齐次方程组O AX =( ). A .无解 B .有非零解 C .只有零解 D .解不能确定 答案C二、填空题1.若r (A , b ) = 4,r (A ) = 3,则线性方程组AX = b . 答案:无解2.若线性方程组⎩⎨⎧=+=-02121x x x x λ有非零解,则=λ.答案:-1=λ3.设齐次线性方程组01=⨯⨯n n m X A ,且秩(A ) = r < n ,则其一般解中的自由未知量的个数等于 .答案:r n -4.齐次线性方程组0=AX 的系数矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=000020103211A 则此方程组的一般解为 .5.线性方程组AX b =的增广矩阵A 化成阶梯形矩阵后为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-→110000012401021d A 则当d 时,方程组AX b =有无穷多解.答案:1-=d三.计算题1.求解线性方程组的一般解⎪⎩⎪⎨⎧=-+-=+-+-=++-0232022023432143214321x x x x x x x x x x x x解:将方程组的系数矩阵化为阶梯形⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----010030101031020031101231311031101231232121211231 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--→010********* 一般解为⎪⎩⎪⎨⎧===03834241x x x x x (4x 是自由未知量) 2.求当λ取何值时,线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧+=+++=+++-=--+1479637222432143214321λx x x x x x x x x x x x 有解,在有解的情况下求方程组的一般解.解 将方程组的增广矩阵化为阶梯形⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-----→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+---1000010511102121119102220105111021211114796371221211λλλ 所以,当1=λ时,方程组有解,且有无穷多解,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---→00000105111084901 答案:⎩⎨⎧++-=--=43243151110498x x x x x x 其中43,x x 是自由未知量.3.求当λ取何值时,线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=+-+=++-λ432143214321114724212x x x x x x x x x x x x 解:将方程组的增广矩阵化为阶梯形⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---273503735024121114712412111112λλ ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----→500003735024121λ 当5=λ时,方程组有解,且方程组的一般解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+=--=432431575353565154x x x x x x其中43,x x 为自由未知量.。
线性代数重要知识点和典型例题答案

线性代数知识点总结第一章 行列式二三阶行列式N 阶行列式:行列式中所有不同行、不同列的n 个元素的乘积的和n nn nj j j j j j j j j nij a a a a ...)1(21212121)..(∑-=τ(奇偶)排列、逆序数、对换行列式的性质:①行列式行列互换,其值不变。
(转置行列式T D D =) ②行列式中某两行(列)互换,行列式变号。
推论:若行列式中某两行(列)对应元素相等,则行列式等于零。
③常数k 乘以行列式的某一行(列),等于k 乘以此行列式。
推论:若行列式中两行(列)成比例,则行列式值为零; 推论:行列式中某一行(列)元素全为零,行列式为零。
④行列式具有分行(列)可加性⑤将行列式某一行(列)的k 倍加到另一行(列)上,值不变 行列式依行(列)展开:余子式ij M 、代数余子式ij j i ij M A +-=)1(定理:行列式中某一行的元素与另一行元素对应余子式乘积之和为零。
克莱姆法则:非齐次线性方程组 :当系数行列式0≠D 时,有唯一解:)21(n j DD x j j ⋯⋯==、齐次线性方程组 :当系数行列式01≠=D 时,则只有零解 逆否:若方程组存在非零解,则D 等于零 特殊行列式:①转置行列式:332313322212312111333231232221131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a →②对称行列式:ji ij a a =③反对称行列式:ji ij a a -= 奇数阶的反对称行列式值为零④三线性行列式:333122211312110a a a a a a a 方法:用221a k 把21a 化为零,。
化为三角形行列式 ⑤上(下)三角形行列式:行列式运算常用方法(主要)行列式定义法(二三阶或零元素多的) 化零法(比例)化三角形行列式法、降阶法、升阶法、归纳法、第二章 矩阵n (零矩阵、负矩阵、行矩阵、列矩阵、n 阶方阵、相等矩阵) ---------交换、结合律 数乘n m ij ka kA *)(=---------分配、结合律乘法nm lkj ik n l kj l m ik b a b a B A *1**)()(*)(*∑==注意什么时候有意义一般AB=BA ,不满足消去律;由AB=0,不能得A=0或B=0 转置A A TT =)( TTTB A B A +=+)( TTkA kA =)( TTTA B AB =)((反序定理) 方幂:2121k k k kA AA +=2121)(k k k k A A +=对角矩阵:若AB 都是N 阶对角阵,k 是数,则kA 、A+B 、 数量矩阵:相当于一个数(若……)单位矩阵、上(下)三角形矩阵(若……) 对称矩阵 反对称矩阵阶梯型矩阵:每一非零行左数第一个非零元素所在列的下方 注:把分出来的小块矩阵看成是元素N 阶方阵,若存在N 阶矩阵B 的AB=BA=I 则称A 是可逆的,|A|=0、伴随矩阵)2.、非零k 乘某一行(列)3、将某行(列)的K 初等变换不改变矩阵的可逆性 初等矩阵都可逆倍乘阵 倍加阵) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O OO I D rr矩阵的秩r(A):满秩矩阵 降秩矩阵 若A 可逆,则满秩 若A 是非奇异矩阵,则r (AB )=r (B ) 初等变换不改变矩阵的秩求法:1定义2转化为标准式或阶梯形矩阵与行列式的联系与区别:都是数表;行列式行数列数一样,矩阵不一样;行列式最终是一个数,只要值相等,就相等,矩阵是一个数表,对应元素相等才相等;矩阵n ij n ij a k ka )()(=,行列式nij n n ij a k ka =逆矩阵注:①AB=BA=I 则A 与B 一定是方阵 ②BA=AB=I 则A 与B 一定互逆; ③不是所有的方阵都存在逆矩阵;④若A 可逆,则其逆矩阵是唯一的。
线性代数重要知识点及典型例题答案

线性代数知识点总结第一章 行列式二三阶行列式N 阶行列式:行列式中所有不同行、不同列的n 个元素的乘积的和nnn nj j j j j j j j j nij a a a a ...)1(21212121)..(∑-=τ〔奇偶〕排列、逆序数、对换行列式的性质:①行列式行列互换,其值不变。
〔转置行列式〕TD D =②行列式中*两行〔列〕互换,行列式变号。
推论:假设行列式中*两行〔列〕对应元素相等,则行列式等于零。
③常数k 乘以行列式的*一行〔列〕,等于k 乘以此行列式。
推论:假设行列式中两行〔列〕成比例,则行列式值为零;推论:行列式中*一行〔列〕元素全为零,行列式为零。
④行列式具有分行〔列〕可加性⑤将行列式*一行〔列〕的k 倍加到另一行〔列〕上,值不变行列式依行〔列〕展开:余子式、代数余子式ij M ijji ij M A +-=)1( 定理:行列式中*一行的元素与另一行元素对应余子式乘积之和为零。
克莱姆法则:非齐次线性方程组 :当系数行列式时,有唯一解:0≠D )21(n j DD x j j ⋯⋯==、 齐次线性方程组 :当系数行列式时,则只有零解01≠=D 逆否:假设方程组存在非零解,则D 等于零特殊行列式:①转置行列式:332313322212312111333231232221131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a →②对称行列式:jiij a a =③反对称行列式:奇数阶的反对称行列式值为零ji ij a a -=④三线性行列式: 方法:用把化为零,。
化为三角形行列式333122211312110a a a a a a a 221a k 21a ⑤上〔下〕三角形行列式:行列式运算常用方法〔主要〕行列式定义法〔二三阶或零元素多的〕化零法〔比例〕化三角形行列式法、降阶法、升阶法、归纳法、第二章 矩阵矩阵的概念:〔零矩阵、负矩阵、行矩阵、列矩阵、n 阶方阵、相等矩阵)n m A * 矩阵的运算:加法〔同型矩阵〕---------交换、结合律数乘---------分配、结合律n m ij ka kA *)(= 乘法注意什么时候有意义nm lkj ik n l kj l m ik b a b a B A *1**)()(*)(*∑== 一般AB=BA ,不满足消去律;由AB=0,不能得A=0或B=0转置A A TT =)(TTTBA B A +=+)((反序定理)T T kA kA =)(T T T A B AB =)(方幂:2121k k k kA AA += 几种特殊的矩阵:对角矩阵:假设AB 都是N 阶对角阵,k 是数,则kA 、A+B 、AB 都是n 阶对角阵数量矩阵:相当于一个数〔假设……〕 单位矩阵、上〔下〕三角形矩阵〔假设……〕对称矩阵反对称矩阵阶梯型矩阵:每一非零行左数第一个非零元素所在列的下方 都是0分块矩阵:加法,数乘,乘法:类似,转置:每块转置并且每个子块也要转置注:把分出来的小块矩阵看成是元素逆矩阵:设A 是N 阶方阵,假设存在N 阶矩阵B 的AB=BA=I 则称A 是可逆的,(非奇异矩阵、奇异矩阵|A|=0、伴随矩阵)B A =-1 初等变换1、交换两行〔列〕2.、非零k 乘*一行〔列〕3、将*行〔列〕的K 倍加到另一行〔列〕初等变换不改变矩阵的可逆性 初等矩阵都可逆 初等矩阵:单位矩阵经过一次初等变换得到的〔对换阵 倍乘阵 倍加阵〕等价标准形矩阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O OO I D rr 矩阵的秩r(A):满秩矩阵 降秩矩阵 假设A 可逆,则满秩假设A 是非奇异矩阵,则r 〔AB 〕=r 〔B 〕初等变换不改变矩阵的秩求法:1定义2转化为标准式或阶梯形矩阵与行列式的联系与区别:都是数表;行列式行数列数一样,矩阵不一样;行列式最终是一个数,只要值相等,就相等,矩阵是一个数表,对应元素相等才相等;矩阵,行列式n ij n ij a k ka )()(=nijn nij a k ka =逆矩阵注:①AB=BA=I 则A 与B 一定是方阵 ②BA=AB=I 则A 与B 一定互逆;③不是所有的方阵都存在逆矩阵;④假设A 可逆,则其逆矩阵是唯一的。
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线性代数知识点总结1 行列式(一)行列式概念和性质1、逆序数:所有的逆序的总数2、行列式定义:不同行不同列元素乘积代数和3、行列式性质:(用于化简行列式)(1)行列互换(转置),行列式的值不变(2)两行(列)互换,行列式变号(3)提公因式:行列式的某一行(列)的所有元素都乘以同一数k,等于用数k 乘此行列式(4)拆列分配:行列式中如果某一行(列)的元素都是两组数之和,那么这个行列式就等于两个行列式之和。
(5)一行(列)乘k加到另一行(列),行列式的值不变。
(6)两行成比例,行列式的值为0。
(二)重要行列式4、上(下)三角(主对角线)行列式的值等于主对角线元素的乘积5、副对角线行列式的值等于副对角线元素的乘积乘6、Laplace展开式:(A是m阶矩阵,B是n阶矩阵),则7、n阶(n≥2)德蒙德行列式数学归纳法证明★8、对角线的元素为a,其余元素为b的行列式的值:(三)按行(列)展开9、按行展开定理:(1)任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和等于行列式的值(2)行列式中某一行(列)各个元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积之和等于0(四)行列式公式10、行列式七大公式:(1)|kA|=k n|A|(2)|AB|=|A|·|B|(3)|A T|=|A|(4)|A-1|=|A|-1(5)|A*|=|A|n-1(6)若A的特征值λ1、λ2、……λn,则(7)若A与B相似,则|A|=|B|(五)克莱姆法则11、克莱姆法则:(1)非齐次线性方程组的系数行列式不为0,那么方程为唯一解(2)如果非齐次线性方程组无解或有两个不同解,则它的系数行列式必为0 (3)若齐次线性方程组的系数行列式不为0,则齐次线性方程组只有0解;如果方程组有非零解,那么必有D=0。
2 矩阵(一)矩阵的运算1、矩阵乘法注意事项:(1)矩阵乘法要求前列后行一致;(2)矩阵乘法不满足交换律;(因式分解的公式对矩阵不适用,但若B=E,O,A-1,A*,f(A)时,可以用交换律)(3)AB=O不能推出A=O或B=O。
2、转置的性质(5条)(1)(A+B)T=A T+B T(2)(kA)T=kA T(3)(AB)T=B T A T(4)|A|T=|A|(5)(A T)T=A(二)矩阵的逆3、逆的定义:AB=E或BA=E成立,称A可逆,B是A的逆矩阵,记为B=A-1注:A可逆的充要条件是|A|≠04、逆的性质:(5条)(1)(kA)-1=1/k·A-1 (k≠0)(2)(AB)-1=B-1·A-1(3)|A-1|=|A|-1(4)(A T)-1=(A-1)T(5)(A-1)-1=A5、逆的求法:(1)A为抽象矩阵:由定义或性质求解(2)A为数字矩阵:(A|E)→初等行变换→(E|A-1)(三)矩阵的初等变换6、初等行(列)变换定义:(1)两行(列)互换;(2)一行(列)乘非零常数c(3)一行(列)乘k加到另一行(列)7、初等矩阵:单位矩阵E经过一次初等变换得到的矩阵。
8、初等变换与初等矩阵的性质:(1)初等行(列)变换相当于左(右)乘相应的初等矩阵(2)初等矩阵均为可逆矩阵,且Eij -1=Eij(i,j两行互换);E i -1(c)=Ei(1/c)(第i行(列)乘c)E ij -1(k)=Eij(-k)(第i行乘k加到j)★(四)矩阵的秩9、秩的定义:非零子式的最高阶数注:(1)r(A)=0意味着所有元素为0,即A=O(2)r(An×n)=n(满秩)←→ |A|≠0 ←→A可逆;r(A)<n←→|A|=0←→A不可逆;(3)r(A)=r(r=1、2、…、n-1)←→r阶子式非零且所有r+1子式均为0。
10、秩的性质:(7条)(1)A为m×n阶矩阵,则r(A)≤min(m,n)(2)r(A±B)≤r(A)±(B)(3)r(AB)≤min{r(A),r(B)}(4)r(kA)=r(A)(k≠0)(5)r(A)=r(AC)(C是一个可逆矩阵)(6)r(A)=r(A T)=r(A T A)=r(AA T)(7)设A是m×n阶矩阵,B是n×s矩阵,AB=O,则r(A)+r(B)≤n11、秩的求法:(1)A为抽象矩阵:由定义或性质求解;(2)A为数字矩阵:A→初等行变换→阶梯型(每行第一个非零元素下面的元素均为0),则r(A)=非零行的行数(五)伴随矩阵12、伴随矩阵的性质:(8条)(1)AA*=A*A=|A|E →★A*=|A|A-1(2)(kA)*=k n-1A*(3)(AB)*=B*A*(4)|A*|=|A|n-1(5)(A T)*=(A*)T(6)(A-1)*=(A*)-1=A|A|-1(7)(A*)*=|A| n-2·A★(8)r(A*)=n (r(A)=n);r(A*)=1 (r(A)=n-1);r(A*)=0 (r(A)<n-1)(六)分块矩阵13、分块矩阵的乘法:要求前列后行分法相同。
14、分块矩阵求逆:3 向量(一)向量的概念及运算1、向量的积:(α,β)=αTβ=βTα2、长度定义: ||α||=3、正交定义:(α,β)=αTβ=βTα=a1b1+a2b2+…+anbn=04、正交矩阵的定义:A为n阶矩阵,AA T=E ←→ A-1=A T←→ A T A=E → |A|=±1 (二)线性组合和线性表示5、线性表示的充要条件:非零列向量β可由α1,α2,…,αs线性表示(1)←→非齐次线性方程组(α1,α2,…,αs)(x1,x2,…,xs)T=β有解。
★(2)←→r(α1,α2,…,αs)=r(α1,α2,…,αs,β)(系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩,用于大题第一步的检验)6、线性表示的充分条件:(了解即可)若α1,α2,…,αs线性无关,α1,α2,…,αs,β线性相关,则β可由α1,α2,…,αs线性表示。
7、线性表示的求法:(大题第二步)设α1,α2,…,αs线性无关,β可由其线性表示。
(α1,α2,…,αs|β)→初等行变换→(行最简形|系数)行最简形:每行第一个非0的数为1,其余元素均为0 (三)线性相关和线性无关8、线性相关注意事项:(1)α线性相关←→α=0(2)α1,α2线性相关←→α1,α2成比例9、线性相关的充要条件:向量组α1,α2,…,αs线性相关(1)←→有个向量可由其余向量线性表示;(2)←→齐次方程(α1,α2,…,αs)(x1,x2,…,xs)T=0有非零解;★(3)←→r(α1,α2,…,αs)<s 即秩小于个数特别地,n个n维列向量α1,α2,…,αn线性相关(1)←→ r(α1,α2,…,αn)<n(2)←→|α1,α2,…,αn|=0(3)←→(α1,α2,…,αn)不可逆10、线性相关的充分条件:(1)向量组含有零向量或成比例的向量必相关(2)部分相关,则整体相关(3)高维相关,则低维相关(4)以少表多,多必相关★推论:n+1个n维向量一定线性相关11、线性无关的充要条件向量组α1,α2,…,αs线性无关(1)←→任意向量均不能由其余向量线性表示;(2)←→齐次方程(α1,α2,…,αs)(x1,x2,…,xs)T=0只有零解(3)←→r(α1,α2,…,αs)=s特别地,n个n维向量α1,α2,…,αn线性无关←→r(α1,α2,…,αn)=n ←→|α1,α2,…,αn|≠0 ←→矩阵可逆12、线性无关的充分条件:(1)整体无关,部分无关(2)低维无关,高维无关(3)正交的非零向量组线性无关(4)不同特征值的特征向量无关13、线性相关、线性无关判定(1)定义法★(2)秩:若小于阶数,线性相关;若等于阶数,线性无关【专业知识补充】(1)在矩阵左边乘列满秩矩阵(秩=列数),矩阵的秩不变;在矩阵右边乘行满秩矩阵,矩阵的秩不变。
(2)若n维列向量α1,α2,α3线性无关,β1,β2,β3可以由其线性表示,即(β1,β2,β3)=(α1,α2,α3)C,则r(β1,β2,β3)=r(C),从而线性无关。
←→r(β1,β2,β3)=3 ←→ r(C)=3 ←→ |C|≠0(四)极大线性无关组与向量组的秩14、极大线性无关组不唯一15、向量组的秩:极大无关组中向量的个数成为向量组的秩对比:矩阵的秩:非零子式的最高阶数★注:向量组α1,α2,…,αs的秩与矩阵A=(α1,α2,…,αs)的秩相等★16、极大线性无关组的求法(1)α1,α2,…,αs为抽象的:定义法(2)α1,α2,…,αs为数字的:(α1,α2,…,αs)→初等行变换→阶梯型矩阵则每行第一个非零的数对应的列向量构成极大无关组(五)向量空间17、基(就是极大线性无关组)变换公式:若α1,α2,…,αn与β1,β2,…,βn是n维向量空间V的两组基,则基变换公式为(β1,β2,…,βn)=(α1,α2,…,αn)Cn×n其中,C是从基α1,α2,…,αn到β1,β2,…,βn的过渡矩阵。
C=(α1,α2,…,αn)-1(β1,β2,…,βn)18、坐标变换公式:向量γ在基α1,α2,…,αn与基β1,β2,…,βn的坐标分别为x=(x1,x2,…,x n )T,y=(y1,y2,…,yn)T,,即γ=x1α1+ x2α2+ … +xnαn=y1β1+ y2β2+ …+yn βn,则坐标变换公式为x=Cy或y=C-1x。
其中,C是从基α1,α2,…,αn到β1,β2,…,βn的过渡矩阵。
C=(α1,α2,…,αn)-1(β1,β2,…,βn)(六)Schmidt正交化19、Schmidt正交化设α1,α2,α3线性无关(1)正交化令β1=α1(2)单位化4 线性方程组(一)方程组的表达形与解向量1、解的形式:(1)一般形式(2)矩阵形式:Ax=b;(3)向量形式:A=(α1,α2,…,αn)2、解的定义:若η=(c1,c2,…,cn)T满足方程组Ax=b,即Aη=b,称η是Ax=b的一个解(向量)(二)解的判定与性质3、齐次方程组:(1)只有零解←→r(A)=n(n为A的列数或是未知数x的个数)(2)有非零解←→r(A)<n4、非齐次方程组:(1)无解←→r(A)<r(A|b)←→r(A)=r(A)-1(2)唯一解←→r(A)=r(A|b)=n(3)无穷多解←→r(A)=r(A|b)<n5、解的性质:(1)若ξ1,ξ2是Ax=0的解,则k1ξ1+k2ξ2是Ax=0的解(2)若ξ是Ax=0的解,η是Ax=b的解,则ξ+η是Ax=b的解(3)若η1,η2是Ax=b的解,则η1-η2是Ax=0的解【推广】(1)设η1,η2,…,ηs是Ax=b的解,则k1η1+k2η2+…+ksηs为Ax=b的解(当Σki=1)Ax=0的解(当Σki=0)(2)设η1,η2,…,ηs是Ax=b的s个线性无关的解,则η2-η1,η3-η1,…,ηs -η1为Ax=0的s-1个线性无关的解。