《线性代数》期末复习要点
线性代数复习要点

线性代数复习要点线性代数是数学中的一个分支,其研究对象包括向量空间、线性变换、矩阵、线性方程组等。
线性代数广泛应用于各个领域,如物理学、计算机科学、工程学等。
下面是线性代数复习的要点:1.向量和向量空间-向量是指具有大小和方向的量,用箭头表示。
-向量空间是指由一组向量生成的集合,满足加法和数乘运算的封闭性。
-基是一个向量空间中独立且能够生成该向量空间的向量组。
-向量组的线性组合是指对向量组中的向量进行加法和数乘运算的结果。
-向量组的生成子空间是指向量组的所有线性组合所形成的空间。
2.矩阵和线性变换-矩阵是一个按照矩形排列的数。
矩阵的大小由行数和列数确定。
-矩阵的加法和数乘运算定义为对应元素的运算。
-矩阵的转置是指行变为列,列变为行的操作。
-矩阵的乘法是指矩阵的行与列的对应元素相乘后求和的运算。
-线性变换是指将一个向量空间映射到另一个向量空间的变换,保持线性关系。
3.行列式和特征值特征向量-行列式是一个与矩阵相关的数,用于描述矩阵的性质。
-二阶和三阶矩阵的行列式可以通过对应元素相乘后求和的方式计算。
-行列式的值为0表示矩阵不可逆,即不存在逆矩阵。
-特征值是指矩阵对一些向量进行线性变换后,仍然与原向量方向相同的结果。
-特征向量是指通过线性变换后,与其特征值对应的向量。
4.线性方程组的求解-线性方程组是一组线性方程的集合,其中未知量的次数等于方程的个数。
-列向量和矩阵可以表示线性方程组的系数和常数项。
-线性方程组的解可以通过高斯消元法、矩阵的逆等方法进行求解。
-高斯消元法是将方程组化为行阶梯形式,再通过回代求解。
-线性方程组的解可以有唯一解、无解或者无穷多解。
5.特殊矩阵和矩阵的分解-单位矩阵是指主对角线上的元素为1,其余元素为0的矩阵。
-零矩阵是指所有元素均为0的矩阵。
-对角矩阵是指主对角线以外的元素均为0的矩阵。
-逆矩阵是指一个矩阵与其逆矩阵相乘得到单位矩阵。
-矩阵的分解包括LU分解、QR分解、特征值分解等。
《线性代数》期末复习提纲汇总

《线性代数》期末复习提纲第一部分:基本要求(计算方面)1. 四阶行列式的计算;2. N 阶特殊行列式的计算(如有行和、列和相等);3. 矩阵的运算(包括加、减、数乘、乘法、转置、逆等的混合运算);4. 求矩阵的秩、逆(两种方法);解矩阵方程;5. 含参数的线性方程组解的情况的讨论;6. 齐次、非齐次线性方程组的求解(包括唯一、无穷多解);7. 讨论一个向量能否用和向量组线性表示;8. 讨论或证明向量组的相关性;9. 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;10.将无关组正交化、单位化;11.求方阵的特征值和特征向量;12.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;13.通过正交相似变换(正交矩阵)将对称矩阵对角化;14.写出二次型的矩阵,并将二次型标准化,写出变换矩阵;15.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2n 个元素ij a 组成的记号nnn n n n a a a a a a a a a212222111211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1. 一阶行列式a a =,二、三阶行列式有对角线法则;2. 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。
3. 特特情况(1) 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B A AB ⋅=; ④n kA k 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)。
线性代数期末知识点总结

线性代数期末知识点总结1、行列式1.行列式共有个元素,展开后有项,可分解为行列式;2.代数余子式的性质:①、和的大小无关;②、某行(列)的元素乘以其它行(列)元素的代数余子式为0;③、某行(列)的元素乘以该行(列)元素的代数余子式为;3.代数余子式和余子式的关系:4.设行列式:将上、下翻转或左右翻转,所得行列式为,则;将顺时针或逆时针旋转,所得行列式为,则;将主对角线翻转后(转置),所得行列式为,则;将主副角线翻转后,所得行列式为,则;5.行列式的重要公式:①、主对角行列式:主对角元素的乘积;②、副对角行列式:副对角元素的乘积;③、上、下三角行列式():主对角元素的乘积;④、和:副对角元素的乘积;⑤、拉普拉斯展开式:、⑥、范德蒙行列式:大指标减小指标的连乘积;⑦、特征值;6.对于阶行列式,恒有:,其中为阶主子式;7.证明的方法:①、;②、反证法;③、构造齐次方程组,证明其有非零解;④、利用秩,证明;⑤、证明0是其特征值;2、矩阵1.是阶可逆矩阵:(是非奇异矩阵);(是满秩矩阵)的行(列)向量组线性无关;齐次方程组有非零解;,总有唯一解;与等价;可表示成若干个初等矩阵的乘积;的特征值全不为0;是正定矩阵;的行(列)向量组是的一组基;是中某两组基的过渡矩阵;2.对于阶矩阵:无条件恒成立;3.4.矩阵是表格,推导符号为波浪号或箭头;行列式是数值,可求代数和;5.关于分块矩阵的重要结论,其中均、可逆:若,则:Ⅰ、;Ⅱ、;②、;(主对角分块)③、;(副对角分块)④、;(拉普拉斯)⑤、;(拉普拉斯)3、矩阵的初等变换与线性方程组1.一个矩阵,总可经过初等变换化为标准形,其标准形是唯一确定的:;等价类:所有与等价的矩阵组成的一个集合,称为一个等价类;标准形为其形状最简单的矩阵;对于同型矩阵、,若;2.行最简形矩阵:①、只能通过初等行变换获得;②、每行首个非0元素必须为1;③、每行首个非0元素所在列的其他元素必须为0;3.初等行变换的应用:(初等列变换类似,或转置后采用初等行变换)①、若,则可逆,且;②、对矩阵做初等行变化,当变为时,就变成,即:;③、求解线形方程组:对于个未知数个方程,如果,则可逆,且;4.初等矩阵和对角矩阵的概念:①、初等矩阵是行变换还是列变换,由其位置决定:左乘为初等行矩阵、右乘为初等列矩阵;②、,左乘矩阵,乘的各行元素;右乘,乘的各列元素;③、对调两行或两列,符号,且,例如:;④、倍乘某行或某列,符号,且,例如:;⑤、倍加某行或某列,符号,且,如:;5.矩阵秩的基本性质:①、;②、;③、若,则;④、若、可逆,则;(可逆矩阵不影响矩阵的秩)⑤、;(※)⑥、;(※)⑦、;(※)⑧、如果是矩阵,是矩阵,且,则:(※)Ⅰ、的列向量全部是齐次方程组解(转置运算后的结论);Ⅱ、⑨、若、均为阶方阵,则;6.三种特殊矩阵的方幂:①、秩为1的矩阵:一定可以分解为列矩阵(向量)行矩阵(向量)的形式,再采用结合律;②、型如的矩阵:利用二项展开式;二项展开式:;注:Ⅰ、展开后有项;Ⅱ、Ⅲ、组合的性质:;③、利用特征值和相似对角化:7.伴随矩阵:①、伴随矩阵的秩:;②、伴随矩阵的特征值:;③、、8.关于矩阵秩的描述:①、,中有阶子式不为0,阶子式全部为0;(两句话)②、,中有阶子式全部为0;③、,中有阶子式不为0;9.线性方程组:,其中为矩阵,则:①、与方程的个数相同,即方程组有个方程;②、与方程组得未知数个数相同,方程组为元方程;10.线性方程组的求解:①、对增广矩阵进行初等行变换(只能使用初等行变换);②、齐次解为对应齐次方程组的解;③、特解:自由变量赋初值后求得;11.由个未知数个方程的方程组构成元线性方程:①、;②、(向量方程,为矩阵,个方程,个未知数)③、(全部按列分块,其中);④、(线性表出)⑤、有解的充要条件:(为未知数的个数或维数)4、向量组的线性相关性1.个维列向量所组成的向量组:构成矩阵;个维行向量所组成的向量组:构成矩阵;含有有限个向量的有序向量组与矩阵一一对应;2.①、向量组的线性相关、无关有、无非零解;(齐次线性方程组)②、向量的线性表出是否有解;(线性方程组)③、向量组的相互线性表示是否有解;(矩阵方程)3.矩阵与行向量组等价的充分必要条件是:齐次方程组和同解;(例14)4.;(例15)5.维向量线性相关的几何意义:①、线性相关;②、线性相关坐标成比例或共线(平行);③、线性相关共面;6.线性相关与无关的两套定理:若线性相关,则必线性相关;若线性无关,则必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶)若维向量组的每个向量上添上个分量,构成维向量组:若线性无关,则也线性无关;反之若线性相关,则也线性相关;(向量组的维数加加减减)简言之:无关组延长后仍无关,反之,不确定;7.向量组(个数为)能由向量组(个数为)线性表示,且线性无关,则(二版定理7);向量组能由向量组线性表示,则;(定理3)向量组能由向量组线性表示有解;(定理2)向量组能由向量组等价(定理2推论)8.方阵可逆存在有限个初等矩阵,使;①、矩阵行等价:(左乘,可逆)与同解②、矩阵列等价:(右乘,可逆);③、矩阵等价:(、可逆);9.对于矩阵与:①、若与行等价,则与的行秩相等;②、若与行等价,则与同解,且与的任何对应的列向量组具有相同的线性相关性;③、矩阵的初等变换不改变矩阵的秩;④、矩阵的行秩等于列秩;10.若,则:①、的列向量组能由的列向量组线性表示,为系数矩阵;②、的行向量组能由的行向量组线性表示,为系数矩阵;(转置)11.齐次方程组的解一定是的解,考试中可以直接作为定理使用,而无需证明;①、只有零解只有零解;②、有非零解一定存在非零解;12.设向量组可由向量组线性表示为:(题19结论)()其中为,且线性无关,则组线性无关;(与的列向量组具有相同线性相关性)(必要性:;充分性:反证法)注:当时,为方阵,可当作定理使用;13.①、对矩阵,存在,、的列向量线性无关;()②、对矩阵,存在,、的行向量线性无关;14.线性相关存在一组不全为0的数,使得成立;(定义)有非零解,即有非零解;,系数矩阵的秩小于未知数的个数;15.设的矩阵的秩为,则元齐次线性方程组的解集的秩为:;16.若为的一个解,为的一个基础解系,则线性无关;(题33结论)5、相似矩阵和二次型1.正交矩阵或(定义),性质:①、的列向量都是单位向量,且两两正交,即;②、若为正交矩阵,则也为正交阵,且;③、若、正交阵,则也是正交阵;注意:求解正交阵,千万不要忘记施密特正交化和单位化;2.施密特正交化:;;3.对于普通方阵,不同特征值对应的特征向量线性无关;对于实对称阵,不同特征值对应的特征向量正交;4.①、与等价经过初等变换得到;,、可逆;,、同型;②、与合同,其中可逆;与有相同的正、负惯性指数;③、与相似;5.相似一定合同、合同未必相似;若为正交矩阵,则,(合同、相似的约束条件不同,相似的更严格);6.为对称阵,则为二次型矩阵;7.元二次型为正定:的正惯性指数为;与合同,即存在可逆矩阵,使;的所有特征值均为正数;的各阶顺序主子式均大于0;;(必要条件)。
线性代数期末考试复习资料

推论2.1 任意m(m>n)个n维向量线性相关.
(注:由于没有m阶子式,故R(A)<m)
推论2.2 m个n维向量线性无关的充要条件是由它们组成 的m n矩阵的秩为m(m n).
推论2.3 n 个n维向量线性无关(相关)的充要条件 是由它们组成的矩阵行列式不等于0(等于0).
12
如果向量组1, 2 L
则方程组有向量形式 x11 x22 L xnn b 7
2.2 向量的线性关系
定义2.4 设有同维向量1,2 ,L ,n , ,如果存在
一组数 k1, k2 ,L , kn ,使得 k11 k22 L knn 成立,
则称向量 可由向量组 1,2 ,L ,n 线性表示,或称向量
是向量组 1,2 ,L ,n 的线性组合。
26
向量组的等价
如果向量组A 可由向量组B线性表示,且B 可由A线性表示,则称A与B等价。
(1) 自反性:任何向量组都与自身等价。
性
质
(2) 对称性: 如果向量组A与B 等价,则B
与A等价。
(3) 传递性: 如果向量组A与B等价,B与C 等价,则A与C等价。
相互等价的线性无关向量组含有相同的向量个数
设A Amn , R( A) r n, 则方程组 Ax 0的基础解系含有n - r个解向量。
基础解系: 1,2 ,L nr
通解定义2.11 x k11 k22 L knr nr
k1, k2 ,L
kn
为任意实数
r
下面来看如何求齐次线性方程组的通解(书上P61)。
30
非齐次线性方程组
a11x1a12 x 2 L a1n xn b1
1
2
3
4
线性代数期末复习提纲

★ 线性代数基本内容、方法及要求第一部分 行列式【主要内容】1、行列式的定义、性质、展开定理、及其应用——克莱姆法则2、排列与逆序3、方阵的行列式4、几个重要公式:(1)TAA =; (2)AA11=-; (3)A kkA n=;(4)1*-=n AA ; (5)B A AB =; (6)B A BA BA ==**0;(7)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a ni ijij ,,01; (8)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a nj ij ij ,,01(其中B A ,为n 阶方阵,k 为常数)5、行列式的常见计算方法:(1)利用性质化行列式为上(下)三角形;(2)利用行列式的展开定理降阶; (3)根据行列式的特点借助特殊行列式的值【要求】1、了解行列式的定义,熟记几个特殊行列式的值。
2、掌握排列与逆序的定义,会求一个排列的逆序数。
3、能熟练应用行列式的性质、展开法则准确计算3-5阶行列式的值。
4、会计算简单的n阶行列式。
5、知道并会用克莱姆法则。
第二部分矩阵【主要内容】1、矩阵的概念、运算性质、特殊矩阵及其性质。
2、方阵的行列式3、可逆矩阵的定义、性质、求法(公式法、初等变换法、分块对角阵求逆)。
4、n阶矩阵A可逆⇔0A⇔A为非奇异(非退化)的矩阵。
≠⇔n)(⇔A为满秩矩阵。
R=A⇔0AX只有零解=⇔bAX=有唯一解⇔A的行(列)向量组线性无关⇔A的特征值全不为零。
⇔A可以经过初等变换化为单位矩阵。
⇔A可以表示成一系列初等矩阵的乘积。
5、矩阵的初等变换与初等矩阵的定义、性质及其二者之间的关系。
6、矩阵秩的概念及其求法((1)定义法;(2)初等变换法)。
7、矩阵的分块,分块矩阵的运算:加法,数乘,乘法以及分块矩阵求逆。
【要求】1、 了解矩阵的定义,熟悉几类特殊矩阵(单位矩阵,对角矩阵,上、下三角形矩阵,对称矩阵,可逆矩阵,伴随矩阵,正交矩阵)的特殊性质。
2、熟悉矩阵的加法,数乘,乘法,转置等运算法则,会求方阵的行列式。
线性代数期末复习要点

注:一般而言, 1o ( AB)k Ak Bk , 正确: ( AB)k (AB)(A B)( AB) ;
k个
2o ( A B)(A B) A2 B2, 正确: ( A B)(A B) A2 AB BA B2 ;
3o ( A B)2 A2 2AB B2 , 正确: ( A B)2 A2 AB BA B2 。
A22
An
2
A2n
Ann
称为
A
的伴随矩阵。
2、n 阶方阵可逆的充要条件:
A
0
A 可逆,且 A1
1 A
A 。
3、逆矩阵的性质: 1o ( A1 )1 A ; 3o ( AT )1 ( A1 )T ;
4、伴随矩阵的性质:
2o ( AB)1 B1 A1 ;
4o
(kA)1
1 k
A1
(k
1、 Ax 0的基础解系:解向量组的一个极大无关组。
2、 Ax 0解的定理:只有当 R( A) r n 时,才存在基础解 系,且 n r 个线性无关的解向量组成的向量组 v1、v2、、vnr 是 Ax 0的基础解系,其线性组合
v c1v1 c2v2 cnrvnr 是 Ax 0的全部解。 3、基础解系的求法:
组有且仅有唯一解,且
xj
Dj D
( j 1,2,, n )
注:齐次线性方程组有非零解 D 0。 (逆否命题:齐次线性方程组仅有零解 D 0。)
第二章 矩阵
一、矩阵的定义:矩形数表。
二、矩阵的运算
1、矩阵的加法、减法:只有同型矩阵才可以进行加减运算。
2、数与矩阵的乘法:数与矩阵的乘法是数与矩阵每一个元 素相乘;而数与行列式的乘积是数与行列式中某一行(列) 的每一个元素相乘。
线性代数期末复习

二、相似矩阵 1、相似矩阵的定义与性质。 、相似矩阵的定义与性质。 性质 2、区分矩阵相似、矩阵等价(P.54 定义 1. 15) 、矩阵合 、区分矩阵相似、矩阵等价( 等价 ) 同的概念。 同的概念。
三、矩阵的对角化 1、矩阵可以对角化的判定(定理 4 . 9 及其推论 、 、矩阵可以对角化的判定( 判定 定理 4 . 10 ) 。 2、当矩阵 A 可以对角化时,求出可逆矩阵 P、对角矩阵 、 可以对角化时, 、 Λ,使 P −1 A P = Λ 。 进而, 可以对角化时, 进而,当矩阵 A 可以对角化时,r ( A ) = 矩阵 A 的非零特 征值的个数。 征值的个数。 3、实对称矩阵 A 的对角化:求出正交矩阵 Q、对角矩阵 、实对称矩阵 对角化: 、 Λ , 使 Q− 1 A Q = Λ 。 4、当矩阵 A 可以对角化时,利用矩阵 A 的特征值和特征 、 可以对角化时, 向量, 向量,求出矩阵 A 以及 A k 。
9、练习1. 6 的 3、求解下列矩阵方程: 、练习 求解下列矩阵方程:
2 1 0 5 1 1 (3*)X 1 1 2 = 0 0 − 6 3*) 1 2 5 1 0 − 1
0 0 1 ( − 1 2 − 1 )、 0 2 − 1
16、习题二的 8 : 、 考题有时会更难; 注:① 考题有时会更难; ② 题中方程组的两个解 γ1 ,γ2 可能会以另一种形式给 出: 设 4 × 3 矩阵 A 分块为 A = ( α1 ,α2 ,α3 ) ,其中 α i ∈ R4 ,i = 1,2,3,− α1 + α2 = β ,α1 + α3 = β ,且线性 , , , 方程组 A x = β 满足 r ( A ) = r (A ) = 2 ,试求出该方程组 的全部解。 的全部解。 17、习题二的 10 ; 、 18、习题二的 12 。 、
线性代数期末复习知识点参考

行列式1. 行列式的性质性质1 行列式与它的转置行列式相等T D D =.性质2 互换行列式的两行(列),行列式变号.推论1 如果行列式有两行(列)的对应元素完全相同,则此行列式的值为零.性质3 行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一数k ,等于用数k 乘此行列式.如111213111213212223212223313233313233a a a a a a ka ka ka k a a a a a a a a a = 推论2 如果行列式中有两行(列)元素成比例,则此行列式的值为零.性质4 若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则这个行列式等于两个行列式之和.如111213111213111213212122222323212223212223313233313233313233a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ''''''+++=+ 性质5 把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变.如111213111213212223212223313233311132123313a a a a a a a a a a a a a a a a ka a ka a ka =+++例1 已知,那么( )A.-24B.-12C.-6D.12 答案 B解析2. 余子式与代数余子式在n 阶行列式中,把元素ij a 所在的第i 行和第j 列划去后,留下来的n-1阶行列式叫做元素ij a 的余子式,记作ij M ,i jij ij A (1)M +=-叫做元素ij a 的代数余子式.3. 行列式按行(列)展开法则定理1 行列式的值等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即1122i i i i in in D a A a A a A =+++或 1122j j j j nj nj D a A a A a A =+++()1,2,,;1,2i n j n ==定理2 行列式任一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零,即12120,j j i i jn i n a A a A a A +++=或,11220.j j j j nj nj a A a A a A i j +++=≠()1,2,,;1,2i n j n ==例.设3阶矩阵()ij A a =的行列式12A =,ij A 为ij a 的代数余子式.那么313132323333a A a A a A ++=___12____; 213122322333a A a A a A ++=___0___.4. 行列式的计算(1)二阶行列式1112112212212122a a a a a a a a =- (3)对角行列式1212n nλλλλλλ=,n(m 1)21212n n(1)λλλλλλ-=-(4)三角行列式1111121n 2122222n 1122nn n1n2nnnna a a a a a a a a a a a a a a ==(5)消元法:利用行列式的性质,将行列式化成三角行列式,从而求出行列式的值.(6)降阶法:利用行列式的性质,化某行(列)(一般选择有0元素的行或列)只有一个非零元素,再按该行(列)展开,通过降低行列式的阶数求出行列式的值.(7)加边法:行列式每行(列)所有元素的和相等,将各行(列)元素加到第一列(行),再提出公因式,进而求出行列式的值.例:思路:将有0的第三行化为只有一个非0元素a 33=1,按该行展开,D=a 33A 33,不用忘记a 33。
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《线性代数》期末复习要点
第一章行列式
1、行列式的计算(略)
2、Cramer法则:系数行列式D≠0,则方程租有唯一解。
齐次方程租有非零解,则D=0。
3、V andermonde行列式。
(略)
第二章矩阵
1、矩阵的计算(略)
2、对称矩阵:A∧T=A。
反称矩阵A∧T=-A。
3、矩阵可逆,则|A|≠0。
4、分块矩阵(略)
5、初等变换与初等矩阵(略)
6、m×n阶矩阵A,B等价,则当且仅当存在m阶可逆矩阵P和n阶可逆矩阵Q使PAQ=B。
7、(1)可逆矩阵一定满秩,即r=n。
(2)若A的一个r阶子式不等于零,则r(A)≥r,若A的r+1阶子式都为零,则r(A)≤r。
8、矩阵秩的不等式:(1)r(AB)≤min{r(A),r(B)}。
(2)A,B分别为m×n阶和n×k 阶矩阵,r(AB)≥r(A)+r(B)-n。
特别的,当AB=0时,r(A)+r(B)≤n。
(3)A,B 均为m×n阶矩阵,则r(A+B)≤r(A)+r(B)。
第三章n维向量空间
1、线性相关:(1)k1,k2,kn不全为0且能使kiα1+k2α2+……+knαn=0成立,则α1,α2,……,αn线性相关。
(2)至少一个向量是其余向量的线性组合。
(3)含零向量的向量组是线性相关的。
(4)n维向量中的两个向量组T1={α1,α2,α3,……,αr},T2={β1,β2,β3,……βs},若T1可由T2线性表示,且r>s,则T1线性相关。
若T1可由T2线性表示但T1线性无关,则r≤s。
(5)n+1个n维向量一定线性相关。
2、(1)零向量自身线性相关。
非零向量自身线性无关。
(2)向量组中一部分线性相关,则整体线性相关,若向量组整体线性无关,则向量组的一部分线性无关。
3、向量组的任意极大线性无关组都与之等价,向量组的任意两个极大线性无关组都等价。
4、矩阵的秩等于其行(列)向量组的秩。
5、向量空间的基与维数,空间向量的坐标(略)
6、基变换和坐标变换:{α1,α2,α3,……,αr},{β1,β2,β3,……βs r}是向量空间V的两组基,若有r维方阵C,使[β1,β2,β3,……βs]=[α1,α2,α3,……,αr]C,则称C为从基{α1,α2,α3,……,αr}到基{β1,β2,β3,……βs}的过渡矩阵(基变换矩阵)。
则坐标变换X=CY。
7、内积:(1)交换性(α,β)=(β,α)。
(2)线性性:(α1+α2,β)=(α1,β)+(α2,β)。
(kα,β)=k(α,β)。
(3)非负性。
(4)Cauchy-Schwarz不等式P99。
向量的长度,向量间夹角的余弦P99。
8、标准正交向量组,Gram-Schmidt正交化方法。
P103,104。
▲重点记忆。
第四章线性方程组
1、线性方程组及其表示(略)
2、m×n型线性方程AX=b。
(1)有解的充要条件是系数矩阵的秩和增广矩阵的秩相同。
(2)有唯一解的充要条件是系数矩阵的秩和增广矩阵的秩相同,都为n。
3、Gauss消元法。
(略)
4、齐次线性方程和非齐次方程组解的结构。
基础解系与通解。
(略)
5、AX=b解空间的维数dimN(A)=n-r(A)。
m×n型线性方程AX=0有非零解的充要条件是r(A)<n。
6、非齐次线性方程的解集合不再是向量空间。
第五章相似矩阵
1、特征值与特征向量。
AX=λA。
一个特征值可对应多个特征向量,但一个特征向量只对应一个特征值。
n阶方阵在复数域内有n个特征值。
2、n阶方阵λ1λ2λ3λ4……λn=|A|,A的迹tr(A)=λ1+λ2+λ3+λ4+……+λn=a11+a22+a33+a44+……+ann。
3、n阶方阵可逆的充要条件是A的n个特征值都非零。
4、特征向量的性质:(1)特征向量都线性无关。
(2)设λ是n阶方阵A的一个t重特征值,则λ对应的特征向量线性无关的最大个数≤t。
5、矩阵相似:P∧(-1)AP=B。
性质:(1)r(A)=r(B)。
(2)|A|=|B|。
(3)A和B的特征多项式相同,即|λI-A|=|λI-B|,即A和B的特征值相同。
(特征值相同不可推出A和B相似)6、矩阵相似对角形。
(略)
n阶方阵A有n个互异的特征值,则A相似于对角矩阵。
n阶方阵A相似于对角矩阵的充要条件是A每一个t重特征值都对应于t个线性无关的特征向量。
7、Jordan标准形(略)
第六章二次型
1、二次型(略)
2、对称矩阵:A∧T=A。
二次型对应的矩阵的秩就是该二次型的秩。
3、二次型的线性变换。
可逆(非退化)。
(略)
4、二次型的标准形(法式),规范形。
(略)
数域F上任意一个二次型都可以经过非退化性变换化为标准形,在复数域上都可以化为规范形,且规范形是唯一的。
5、矩阵的合同:P∧TAP=B,则A与B合同。
性质:(1)自反性。
(2)对称性。
(3)传递性。
6、正交矩阵:C∧TC=I。
性质:(1)正交矩阵的行列式为1或-1。
(2)正交矩阵的逆矩阵等于其转置。
(3)A,B正交,则AB正交。
(4)C是正交矩阵的充要条件是C的行(列)向量组是标准正交向量组。
7、正交变换向量的内积不变。
8、实对称矩阵的特征值都是实数。
其不同特征值对应的特征向量必正交。
9、主轴定理(化二次型为标准形)。
(略)
10、惯性定理:实二次型经过非退化性变换化为标准形时,标准形中正、负项的项数是确定的,它们的和是矩阵的秩。
11、标准形中正平方项的项数p称二次型的正惯性指数,负平方项的项数q称二次型的负惯性指数,他们的差p-q=p-(r-p)=2p-r称为二次型的符号差。
12、n元二次型f=X∧TAX>0,则称二次型f为正定二次型,称二次型矩阵A为正定矩阵。
n元二次型正定的充要条件是它的正惯性指数为n,或A的全部特征值为正数。
13、实对称矩阵A正定的充要条件是存在可逆矩阵P使P∧TAP=I。
推出正定矩阵的行列式大于零。
14、Sylvester定理:实二次型正定的充要条件是A的所有顺序主子式都大于零。