高二数学逆矩阵的概念

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逆矩阵的性质

逆矩阵的性质

逆矩阵的性质
逆矩阵是线性代数中一个重要的概念,它是一个矩阵的反转形式,可以用来解决线性方程组。

它的性质是,如果一个矩阵A的逆矩阵是A-1,那么A-1乘以A等于单位矩阵I,而A乘以A-
1也等于单位矩阵I。

首先,逆矩阵的性质是它可以用来解决线性方程组。

如果一个矩阵A的逆矩阵是A-1,那么A-
1乘以A等于单位矩阵I,而A乘以A-1也等于单位矩阵I。

这意味着,如果一个矩阵A乘以
一个向量b,得到一个结果c,那么A-1乘以c就可以得到b。

这就是逆矩阵的作用,它可以
用来解决线性方程组。

其次,逆矩阵的性质是它可以用来求解矩阵的行列式。

如果一个矩阵A的逆矩阵是A-1,那么
A的行列式的值就等于A-1的行列式的值。

这意味着,如果我们想要求解一个矩阵A的行列式,我们可以先求解A的逆矩阵A-1,然后求解A-1的行列式,就可以得到A的行列式的值。

最后,逆矩阵的性质是它可以用来求解矩阵的特征值和特征向量。

如果一个矩阵A的逆矩阵是
A-1,那么A的特征值和特征向量就可以用A-1来求解。

这意味着,如果我们想要求解一个矩
阵A的特征值和特征向量,我们可以先求解A的逆矩阵A-1,然后用A-1来求解A的特征值和
特征向量。

总之,逆矩阵是线性代数中一个重要的概念,它的性质是,如果一个矩阵A的逆矩阵是A-1,
那么A-1乘以A等于单位矩阵I,而A乘以A-1也等于单位矩阵I。

它可以用来解决线性方程组,求解矩阵的行列式,以及求解矩阵的特征值和特征向量。

因此,逆矩阵在线性代数中有着
重要的作用,是线性代数研究的基础。

高等数学逆矩阵ppt课件

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268.
例7: 设方阵A满足矩阵方程 A2–A–2E = O, 证明: A, A+2E 都可逆, 并求它们的逆矩阵.
证明: 由 A2–A–2E=O, 得 A(A–E)=2E,

A
1
(
A
E
)
A1 E,
故A可逆, 且A-1 = 1 ( A E ).
2
2
又由 A2–A–2E=O, 得 (A+2E)(A–3E)+4E=O,
1 3
2, A12
2 3
1 3
3, A13
2 3
2 4
2,
同理可得 A21 6, A22 6, A23 2,
A31 4, A32 5, A33 2. 所以,
A
2 3
2
6 6
2
4 5
,
2

A1
|
1 A A|
1 3
1
2
3 3
1
5
122.
7
例3: 下列矩阵A,B是否可逆? 若可逆, 求其逆矩阵.
由伴随矩阵的性质: AA*= A*A = | A | E, 知
当| A | 0时,
A 1 A 1 A A E, | A| | A|
按逆矩阵的定义得, A1
1
A .
| A|
当| A | = 0 时, 称A为奇异矩阵, 否则称A为非奇异
矩阵.
4
由此可得, A是可逆矩阵的充分必要条件是A为非 奇异矩阵.
§2.3 逆 矩 阵
一、逆矩阵的概念和性质
在数的运算中, 当数 a 0 时, 有 aa-1 = a-1a = 1.
其中 a1 1 为a 的倒数, 或称a的逆(元). a

人教B版高中数学选修4-2课件 2.1.1 逆矩阵的定义课件3

人教B版高中数学选修4-2课件 2.1.1 逆矩阵的定义课件3
( A 2E) [ 1 ( A 3E)] E , 故 A 2E 可逆 , 4
且 ( A 2E)1 1 ( A 3E) . 4
16
逆矩阵的运算性质
(1) 若A可逆,则A1亦可逆,且( A1 )1 A .
(2) 若A可逆,数 0,则A可逆,且 (A)1 1 A1.
(3) 若A, B为同阶方阵且均可逆,则AB亦可逆,且
X 1 1 0 0 1 5 1 1 0
3 2 1 2 1 1 3 2 1
1 3 1 4 2 3 1 3 1 13 75 30
1 2 1 0 1 5 1 2 1 9 52 21 .
1
5
2
2
1
1
1
5
2
21
120 47
14
1 2 o
例5 设 A1BA 6A BA , 其中 A 1 4 ,求B .
同理可求得
3 3 1
A 4 0 4
5
1
3
A21 3, A22 0, A23 1, A31 1, A32 4, A33 3.
A1
1 A
A
1 4
3 4 5
3 0 1
1 4 . 3
对于3阶以上的矩阵,用伴随矩阵法求逆矩阵很
麻烦,以后将给出另一种求法--初等变换法。
10
例2
(3) A A n1
(4) ( A )1 ( A1 ) , ( AT ) ( A )T
(5) ( AB) B A
(6) (kA) k n1 A
其中A,B均为n阶方阵,k为数 23
小结:
1. 逆矩阵的概念及运算性质. 2. 逆矩阵 A1 存在 A 0.
3. 逆矩阵的计算方法:
1待定系数法; 2利用公式A1 A ;

矩阵的逆及其应用

矩阵的逆及其应用

矩阵的逆及其应用姓名:刘欣班级:14级数计1班专业:数学与应用数学学号:1408020129一、矩阵的逆的概念对于n阶矩阵A,如果有一个n阶矩阵B,使得AB=BA=E,则说矩阵A是可逆的,并把矩阵B称为A的逆矩阵,A的逆矩阵记作A1。

二、逆矩阵的性质和定理㈠逆矩阵的性质1、若矩阵A、B均可逆,则矩阵AB可逆,其逆矩阵为 ,当然这一性质可以推广到多个矩阵相乘的逆。

若A1,A2,,Am都是n阶可逆矩阵,则A1A2Am也可逆,且(A1A2Am)1=(Am)1(A2)1(A1)1.2、若A可逆,则 也可逆,且( )=A;3、若A可逆,实数λ≠0,则λA可逆,且(λ )=λ;4、若A可逆,则 也可逆,且( )=( );5、=;6、矩阵的逆是唯一的;证明:运用反证法,如果A是可逆矩阵,假设B,C都是A的逆,则有AB=BA=E=AC=CA,B=BE=B(AC)=(BA)C=EC=C(与B≠C矛盾),所以是唯一的。

㈡逆矩阵的定理1、初等变换不改变矩阵的可逆性。

2、n阶矩阵可逆的充分必要条件是A与n阶单位阵In等价。

3、n阶矩阵A可逆的充分必要条件是A可以表成一些初等矩阵的乘积。

4、n阶矩阵可逆的充分必要条件是A只经过一系列初等行变换便可化成单位矩阵。

5、n阶矩阵A可逆的充分必要条件是|A|≠0。

三、逆矩阵的计算方法㈠定义法定义:设A是n阶方阵,如果存在n阶方阵B使得AB=E,那么A称为可逆矩阵,B称为A的逆矩阵,记为A1。

例1、求矩阵A=223110121的逆矩阵。

解:∵|A|≠0∴A1存在设A1=x11x12x13x21x22x23x31x32x33,由定义知A1A=E,∴223110121x11x12x13x21x22x23x31x32x33=由矩阵乘法得2x11+2x21+3x312x12+2x22+3x322x13+2x23+3x33x11x21x12x22x12x23x11+2x21+x31x12+2x22+x32x13+2x23+x33=由矩阵相乘可解得x11=1x21=1x31=1;x12=4x22=5x32=6;x13=3x23=3x33=4故㈡、伴随矩阵法n阶矩阵A=(aij)可逆的充要条件|A|≠0,而且当n(n>=2)阶矩阵A有逆矩阵,A1=1AA,其中A为伴随矩阵。

2.4逆矩阵

2.4逆矩阵

0 0 3
− 3 −1 , B2 1
1 0 = 0
B
0 0 1 0 0 0 0
3 = −1
0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 1 3 0 0
− 5 2
0 0 0 0 0 3 −1
所以
0 0 0 0 0 − 5 2
* *
n
∴A · A =
*
A
n
A* = A 当A ≠ 0 , 时
n−1
例2
1 A = 求 ( 2 A)−1 − 5 A* 阶矩阵, 设A为3阶矩阵, 为 阶矩阵 2
这是抽象矩阵求行列式的问题。 分析 这是抽象矩阵求行列式的问题。注意矩阵行列式满足的运算 规律以及矩阵之间的一些关系。 规律以及矩阵之间的一些关系。
1. 重要的结论
A1 A2 (1) O An
−1
=
A1−1
− A2 1
O −1 An
A1 A2 ( 2) N A n
−1
− An 1 N = − A2 1 −1 A 1
−1
=
1
λ
A−1.

要证矩阵 B为 A 的可逆矩阵 , 由定义只须验证 AB = E . 1 1 −1 (2 ) 因 (λ A )( A ) = (λ ) ( AA − 1 ) = E . λ λ 1 −1 故 ( λ A ) 可逆 , 且 ( λ A ) = A −1 λ
( 3 ) 因 ( AB ) ( B
= A 0 M 0 0 L 0 A L 0 = A I . 同理可得 A * A = A I . M M 0 L A

1.4 逆矩阵

1.4 逆矩阵

A A21 A31 11 A 1 −1 ∴ A = = A A22 A32 12 A A A A23 A33 13

1 − 3 3 1 4 . = −4 0 4 5 − 1 − 3
2 3 −1 由于 B = −1 3 5 = 0, 1 5 3
又因为
a = 0, b = −1, ⇒ c = 1, d = 2.
AB
BA
2 1 0 − 1 0 − 1 2 1 1 0 , = = − 1 0 1 2 1 2 − 1 0 0 1
所以
0 − 1 A = . 1 2
故 B不可逆 . 不可逆
例3
1 2 3 1 3 2 1 , C = 2 0 , 设 A = 2 2 1 , B = 5 3 3 4 3 3 1
求矩阵X使满足 AXB = C .
2 1 = 1 ≠ 0, 解 ∵ A = 2 2 1 = 2 ≠ 0, B = 5 3 3 4 3
例2 下列矩阵 A, B是否可逆 ? 若可逆 , 求出其逆 矩阵 .
1 2 3 A = 2 1 2 , 1 3 3
2 3 −1 B = −1 3 5 . 1 5 3

1 2 3 1 2 3 A = 2 1 2= 0 − 3 −4 1 3 3 0 1 0
由 A 2 − A − 2 E = 0,
A−1
A− E =E 得A( A − E ) = 2 E ⇒ A 2 A− E ⇒ A = 1 ⇒ A ≠ 0, 故 A 可逆 . 2
1 ∴ A = ( A − E ). 2
−1
又由A − A − 2 E = 0

逆 矩 阵

逆 矩 阵
从定义可知,可逆矩阵必是方阵,且它的逆矩阵必是同阶方阵.
逆矩阵
例1

AB
1 2
B1 A.
1
1 1
3 2
3
1
3 1
3
1 0
0 1
E
,所以A与B互为逆矩阵,即A1
B

逆矩阵
2 2 3 1 4 3 1 0 0
CD
1
1
0
1
5
3 0
1
0 E ,所以C与D互为可逆矩
1 2 1 1 6 4 0 0 1
阵,即C 1 D ,D1 C.
此例说明A ,C均为可逆矩阵,即
2 2
C
1
1
1 2
3 1 1
0
2
2
1 1 2
0 1 1 3 0 4 1 0 1
0 1 1 3 0 1 1 0 4
0 1 1 0
1
0
1
1
.
3 0 0 1
所以RC 3是满秩的 . 容易看出R A 2也是满秩的,而且它们都是可逆的 .
由此可见,满秩矩阵与可逆矩阵之间有着紧密的联系,即 n 阶矩阵 A 可逆的充要条件是 A
为满秩矩阵,即R A n .
逆矩阵
1 0 若 1 1
3 1
1 1
2

0
2 0
0 1 1
1
1
0
1 1 0
0 1
1
1
,则R
2
3不满秩,故没有逆矩阵
.
0 0
可逆矩阵具有以下性质(证明从略):
(1)若矩阵A可逆,则A1也可逆,且(A1)1 A .
经济数学
逆矩阵
1.1 逆矩阵的概念

逆矩阵

逆矩阵

对于任意的 n 阶方阵 A,适合上述等式的矩阵 B 是
唯一的(如果有的话).
需要解决的问题是: • (1)在什么条件下,方阵 A 是可逆的? • (2)如果 A 可逆,怎样求 A-1 ?
二、逆矩阵的性质
性质 1 若方阵 A 可逆,则 A 的逆矩阵是唯一的.
性质 2 若方阵 AB E, 则 A, B 的均可逆,且
证明: A2 3 A 5E 0 ( A E )( A 4E ) 9E 所以A + E 可逆,且
1 ( A E ) 1 ( A 4 E ) 9
又因为
A2 3 A 5E 0 ( A E )( A 2E ) 3E
1 ( A E ) ( A 2E ) 3
1 5 的逆矩阵. 3 M12 6, M13 3,
M 21 4, M 22 3, M 23 2, M 31 9, M 32 7, M 33 4,

A11 1 * 1 A A A* A12 | A| A 13 M 11 M 12 M 13 M 21 M 22 M 23
A11 A12 * A A1n
A21 A22 A2 n
An1 An 2 Ann
定理1 若 | A | 0,则方阵A可逆,而且
1 * A A. | A| 1 1 推论1 若 | A | 0,则 | A | . | A|
1
元素 aij 的代数 余子式 Aij 位于 第 j 行第 i 列
1 n 而 B ,所以有 0 1 1 2 2 1 n 1 1 2n n A 2 0 1 0 1 0 1 0 1
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