浙江财经线性代数期末复习提纲
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)T A A =; (2)AA 11=-; (3)A k kA n =; (4)1*-=n A A ; (5)B A AB =; (6)B A BA B A ==0**0; (7)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a ni ij ij ,,01 ; (8)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a n j 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⇔0≠A ⇔A 为非奇异(非退化)的矩阵。
⇔n A R =)(⇔A 为满秩矩阵。
⇔0=AX 只有零解⇔b AX =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。
线性代数期末知识点总结线性代数知识点总结(免费)

线性代数期末知识点总结线性代数知识点总结(免费)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:(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)。
线性代数本科期末考试重点资料

本学期线性代数课程的考试要点:第一章一、二阶行列式定义及其计算――对角线法则,利用行列式性质化为上(下)三角形行列式,利用展开定理进行计算(注意记号的正确写法);二、数码排列的逆序数的计算;三、n 阶行列式的定义及其计算――利用行列式性质化为上(下)三角形行列式,利用展开定理进行计算(注意记号的正确写法);四、行列式的展开定理的有关结论。
第二章一、矩阵的概念及其有关运算(加,减,数乘,矩阵相乘,逆矩阵,方阵的行列式,方阵的幂乘)(矩阵相乘一般不满足交换律,必须注意是左乘还是右乘)二、逆矩阵的定义及有关概念和有关结论;三、逆矩阵存在的充要条件;四、矩阵的初等变换(主要是初等行变换);五、行阶梯形矩阵和行最简形矩阵的定义;六、如何利用矩阵的初等行变换将一个矩阵化为行阶梯形和行最简形;七、初等矩阵的概念;八、矩阵的秩的概念;九、如何利用矩阵的初等行变换:(1)求出可逆矩阵的逆矩阵;(2)求解矩阵方程;(3)确定所给矩阵的秩。
第三章一、方程组的系数矩阵和增广矩阵的概念;二、如何利用矩阵的初等行变换判定齐次线性方程组是否有非零解;三、如何利用矩阵的初等行变换判定非齐次线性方程组是否有解;有解时是唯一解还是无穷多解;四、向量的线性组合、线性表示、线性相关、线性无关的概念;五、如何利用矩阵的初等行变换判定向量组:(1)求出所给向量组的秩;(2)判定向量组是否线性相关;(3)求出向量组的极大无关组;(4)求出不在极大无关组中的向量由极大无关组向量线性表示的表达式。
六、解向量、解空间、基础解系的概念;七、如何利用矩阵的初等行变换求解线性方程组:(1)求出齐次线性方程组的基础解系和通解的表达式;(2)求出非齐次线性方程组的一个特解,求出相应的齐次线性方程组的基础解系,最后,利用基础解系写出非齐次线性方程组的通解的表达式。
第四章一、如何求出所给矩阵的特征值和特征向量。
[线性代数知识点总结(免费)]线性代数期末知识点总结
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[线性代数知识点总结(免费)]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-复习提纲

线性代数-复习提纲1、()()12......21n n n --的逆序数是 .答案:()12n n -;2、A 为n 阶方阵,则A λ= .答案:nA λ;3、已知2412A ⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦,则AA A A **== . 答案:8008⎡⎤⎢⎥⎣⎦;4、已知A 为n 阶方阵,则有()____0R A n A <⇔(填“>”,“<”或“=”)。
答案:=;5、12106721xA y ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥--⎣⎦的特征值121λλ==,32λ=,则x = .,y = 。
答案:1-;4;1、当k 为何值时,21200111kD k==-( )A 、2k =B 、2k =-C 、0k =D 、3k =- 答案:B2、如果304050x ky z y z kx y z +-=⎧⎪+=⎨⎪--=⎩有非零解,则 ( )A 、0k =B 、1k =C 、2k =D 、3k =- 答案:D3、A 为n 阶矩阵,则下列结论不正确的是( ) A 、T A A +是对称矩阵。
B 、T AA 是对称矩阵。
C 、TA A - 是对称矩阵。
D 、TA A 是对称矩阵。
答案:C4、A 为n 阶矩阵,下列正确的是( ) A 、()22TnTA A =B 、()122n A A -=C 、()2n nA A λλ*-=D 、nAA A *= 答案:D5、下列不是12,,s ααα线性无关的必要条件是( )A 、12,s ααα都不是零向量。
B 、12,s ααα中至少有一个向量可由其余向量线性表示。
C 、12,s ααα中任意两个向量都不成比列。
D 、12,s ααα中任意部分组线性无关。
答案:B1、34215352152809229092D =答案:解:()()123421535215342151000342151110002809229092280921000280921100034215280926123000D c c =-+==-=2、已知223110121A ⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,求1A -。
线性代数复习提纲
第一章 矩阵1 矩阵的概念特殊矩阵:行矩阵、列矩阵、对角矩阵、上三角阵、下三角矩阵、单位矩阵、对称矩阵、反对称矩阵。
2 矩阵的运算:(1)矩阵的线性运算及其运算规律-矩阵的加法(减法)和数乘。
(2)矩阵的乘法:能够进行乘法运算必须具备的条件,运算方法,左乘与右乘的区别。
乘法的运算规律(应用较为普遍的是矩阵乘法满足结合律) (3)矩阵的转置:(AB)T =B T A T(4)矩阵的逆:AB=BA=I →A -1=B 矩阵的逆唯一 运算规律: (A -1) -1= A ;(λA) -1= λ-1A -1;(AB) -1=B -1A -1;(A T ) -1=(A -1) T 矩阵逆的计算方法:待定系数法、初等变换法、伴随矩阵法。
3 分块矩阵及其运算第二章 线性方程组与矩阵初等变换 1 线性方程组与矩阵的一一对应关系2 高斯消元法:线性方程组的三种变换→阶梯形方程组。
3 利用矩阵初等变换解线性方程组:三种初等变换→行阶梯形矩阵→行最简形矩阵4 非齐次线性方程组解的三种情形的讨论⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++0000000000000000000011,221,2222111,111211r r rn r r rr nr r nr r d d c c c d c c c c d c c c c c(1)无解(2)唯一解(3)无数解 5矩阵等价的概念 6 初等矩阵的概念7 初等矩阵与矩阵初等变换的关系8 逆矩阵定理:设A 是n 阶矩阵,那么下列各命题等价: (1)A 是可逆矩阵;(2)齐次线性方程组Ax =0只有零解; (3)A 可以经过有限次初等行变换化为In ; (4)A 可表示为有限个初等矩阵的乘积。
9 利用矩阵初等变换求矩阵的逆 A 可以经过一系列初等行变换化为I ; I 经过这同一系列初等行变换化为A -1P s …P 2P 1 (A | I n )=(I n |A -1)第三章 行列式1 n 阶行列式的定义(1)全排列及其奇偶性:逆序数的概念,对换,相邻对换。
《线性代数》期末复习要点
《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、Vandermonde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,……βsr}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)。
线性代数期末复习知识点考点总结
线性代数必考的知识点行列式n 行列式共有n 2个元素,展开后有n!项,可分解为2n行列式;代数余子式的性质: ① 、A j 和a j 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 ③ 、某行(列)的元素乘以该行(列)元素的代数余子式为设n 行列式D : 将D 上、下翻转或左右翻转,所得行列式为D !,则D !(将D 主对角线翻转后(转置),所得行列式为 D s ,则D s行列式的重要公式: 主对角行列式:主对角元素的乘积;拉普拉斯展开式:范德蒙行列式:大指标减小指标的连乘积; 特征值;证明A 0的方法:① 、A |A ; ② 、反证法;③ 、构造齐次方程组 Ax 0,证明其有非零解; ④ 、利用秩,证明r (A ) n ; ⑤、证明0是其特征值;矩阵A 是n 阶可逆矩阵:A 0 (是非奇异矩阵);r (A ) n (是满秩矩阵)1 1. 2.3. 4.5.6. 7.21.对于n 阶行列式A ,恒有: E A1)0 ,其中 S k 为k 阶主子式;代数余子式和余子式的关系: M jj ( 1)i j A jA j(1)「M jn(n 1)1L D ;将D 顺时针或逆时针旋转 90°,所得行列式为 D 2,贝U D 2(1) n(n 1)~^D ;将D 主副角线翻转后,所得行列式为D 4,则 D 4 D ;④、 副对角行列式:畐U 对角元素的乘积 上、下三角行列式(|| I ) 匚和丄:副对角元素的乘积n (n 1)(厂;主对角元素的乘积;n(n 1)1)h ;A 的行(列)向量组线性无关;齐次方程组Ax 0有非零解; b R n,Ax b 总有唯一解;A 与E 等价;A 可表示成若干个初等矩阵的乘积; A 的特征值全不为0 ;AA A 是正定矩阵;A 的行(列)向量组是 R n的一组基; A 是R n中某两组基的过渡矩阵;2. 对于n 阶矩阵A : AA * A *A A E 无条件恒 成立;1 ** 11 TT 1* TT *3.(A )(A) (A ) (A ) (A ) (A ) * * * 111(AB)B A(AB)BA(AB)B A3、矩阵的初等变换与线性方程组1.一个m n 矩阵A ,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A 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A 、B ,若r (A ) r (B ) A: B ;4. 5.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; 关于分块矩阵的重要结论, Ai其中均B 可逆:A 2O,则:I 、 AA A 2L A s ;n 、②、 (主对角分块)③、(副对角分块)④、1CBB 11;(拉普拉斯)⑤、A B 1CA 1B O ;(拉普拉斯)E r O2. 行最简形矩阵:①、只能通过初等行变换获得;若 A : B ,则 r(A) r(B);如果A 是m n 矩阵,B 是n s 矩阵,且AB 0,则:(探)B 的列向量全部是齐次方程组 AX 0解(转置运算后的结论);n 、 r(A) r(B) n若A 、B 均为n 阶方阵,则r(AB) r(A) r(B) n ;6. 三种特殊矩阵的方幕: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;1 a c② 、型如 0 1b 的矩阵:利用二项展开式;0 0 13.4.5. 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 ;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(A,E) : (E,X),则 A 可逆,且 X A 1 ;c②、对矩阵(A,B)做初等行变化,当 A 变为E 时,B 就变成A 1B ,即:(A,B) (E, A 1B);r③、求解线形方程组:对于 n 个未知数n 个方程Ax b ,如果(A,b)・ (E,x),则A 可逆,且 初等矩阵和对角矩阵的概念: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、 对调两行或两列, 倍乘某行或某列, 倍加某行或某列, 矩阵秩的基本性质: ①、②、 r(A T ) r(A);符号符号 符号,左乘矩阵A , i 乘A 的各行元素;右乘, E(i,j),且 E(i, j) 1E(i, j),例如:1E(i(k)),且 E(i (k)) 1一 1 E(ij(k)),且 E(ij(k))乘A 的各列元素;x A 1b ;1E(i()),例如: kE(ij( k)),如:(k0),(k 0);1若P 、Q 可逆,则r(A) r(PA) r(AQ) r(PAQ); (可逆矩阵不影响矩阵的秩⑤、 max(r(A),r(B)) r(A,B) r(A) r(B);(探)⑥、 r(A B) r(A) r(B); ⑦、 r(AB) min(r(A),r(B));m 0 注:1、(a b);展开后有n 1项;nC m n(n 1)L L (n m 1)、;1g2g3g_ gmn!C;0 C; 1 m!(n m)!川、组合的性质:C;m C n;m m mC n 1 C nm 1C nnC;2;r 0rC;nC,③、利用特征值和相似对角化:7.伴随矩阵:n r(A) n①、伴随矩阵的秩:r(A*) 1 r(A) n 1 ;0 r(A) n 1②、伴随矩阵的特征值:—(AX X,A* AA1*A XA X);③、A* |A A 1、A* A;18. 关于A矩阵秩的描述:①、r(A) n , A中有n阶子式不为0, n 1阶子式全部为0;(两句话)②、r(A) n,A中有n阶子式全部为0 ;③、r(A) n,A中有n阶子式不为0 ;9. 线性方程组:Ax b,其中A为m n矩阵,则:②、n与方程组得未知数个数相同,方程组Ax b为n元方程;10. 线性方程组 Ax b的求解:①、对增广矩阵B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n个未知数m个方程的方程组构成n兀线性方程:a〔1 x 1 a〔2 x 2L a1 n X ;a①、日21 X1 已22 X2 L a2n x;b2 .L L L L L L L L L L La m1x 1 a m 2 - X2 L a;m X nb na11 a12 L a1n X1b1②、a21 a22 L a2n X2 d Ax b(向量方程,A为m n矩阵,m个方程,n个未知数) M M O M M Ma m1 a m2 L a mn X mb mX1 b1③、a-, a2L X2 a;(全部按列分块,其中b2 );M Mx;b;④、a1X1 a?X2 L a;X n (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)二项展开式: (a b)n C0a n C:a 1b1L C m a L C;1a1b n 1C:b m m. n mC n a b①、m与方程的个数相同,即方程组Ax b有m个方程;向量组的线性相关性含有有限个向量的有序向量组与矩阵一一对应; ① 、向量组的线性相关、无关 Ax 0有、无非零解;(齐次线性方程组) ② 、向量的线性表出 Ax b 是否有解;(线性方程组) ③ 、向量组的相互线性表示 AX B 是否有解;(矩阵方程)矩阵A m n 与B l n 行向量组等价的充分必要条件是:齐次方程组AX 0和BX 0同解;(R °1例14)r (A TA ) r (A ) ; ( R 01 例 15)n 维向量线性相关的几何意义:① 、 线性相关 0 ;② 、 , 线性相关 , 坐标成比例或共线(平行);③ 、 , , 线性相关, , 共面; 线性相关与无关的两套定理:若1,2丄,s 线性相关,则1,2,L , s ,s 1必线性相关;若1, 2丄,s 线性无关,则 1, 2 ,L , s1必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶)若r 维向量组A 的每个向量上添上n r 个分量,构成n 维向量组B : 若A 线性无关,则B 也线性无关;反之若 B 线性相关,则A 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; 向量组A (个数为r )能由向量组B (个数为s )线性表示,且 A 线性无关,则r s ; 向量组A 能由向量组B 线性表示,则r (A ) r (B ); 向量组A 能由向量组B 线性表示 AX B 有解; r (A ) r (A ,B )向量组A 能由向量组B 等价 r (A ) r (B ) r (A,B ) 方阵A 可逆 存在有限个初等矩阵 R,P 2,L ,R ,使A PP 2L P ;①、矩阵行等价: rA~BPA B (左乘,P 可逆) Ax 0与Bx 0冋解②、矩阵列等价:cA~B AQ B (右乘,Q 可逆); ③、矩阵等价: A ~ B PAQ B ( P 、 Q 可逆); 对于矩阵 A m n 与 B l① 、若A 与B 行等价,则A 与B 的行秩相等;② 、若A 与B 行等价,则Ax 0与Bx 0同解,且A 与B 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A 的行秩等于列秩;①、C 的列向量组能由A 的列向量组线性表示, B 为系数矩阵;4、 1.2.3. 4.5. 6. 7.8.9. 10.m 个n 维列向量所组成的向量组A :m 个n 维行向量所组成的向量组 B :1, 2,L , m 构成 n m 矩阵 A ( 1, 2 ,L , m ) ;T 1 1T, 2T ,L , m T 构成 m n 矩阵 BT 2MT m若 A m s B s n C m n ,则:-------- 精选文档 ----------------②、C 的行向量组能由B 的行向量组线性表示, A T为系数矩阵;(转置)齐次方程组Bx 0的解一定是ABx 0的解,考试中可以直接作为定理使用,而无需证明;① 、ABx 0只有零解 Bx 0只有零解; ② 、Bx 0 有非零解ABx 0 一定存在非零解;设向量组B n r : b 1, b s ,L , b r 可由向量组 A n s : a 卫2丄Rs 线性表示为:(b,b 2丄,b r ) (31,32,L ,a s )K ( B AK )其中K 为s r ,且A 线性无关,则B 组线性无关r (K) r ; ( B 与K 的列向量组具有相同线性相关性)(必要性:Q r r(B) r(AK) r(K),r(K) r, r(K) r ;充分性:反证法) 注:当r s 时,K 为方阵,可当作定理使用; ① 、对矩阵A m n ,存在Q nm, AQ E m「(A) m 、Q 的列向量线性无关; ② 、对矩阵A m n ,存在P nm,PAE .「(A) n 、P 的行向量线性无关;1, 2 ,L , s 线性相关存在一组不全为0的数k 1,k 2,L ,k s ,使得k 1 1 k 2 2 L k s s 0成立;(定义)x1(1, 2,L , )X 2 0有非零解,即Ax 0有非零解;'''s M11. 12. 13. 14.15. 16. 5、 1. 2.3. 4. 5. r( 1, 2,L ,s) s ,系数矩阵的秩小于未知数的个数;设m n 的矩阵A 的秩为r ,则n 元齐次线性方程组 Ax0的解集S 的秩为:r(S) n r ;若*为Ax b 的一个解,1, 2,L , n r 为Ax 0的一个基础解系,则*, 1, 2,L , n r 线性无关;相似矩阵和二次型正交矩阵A T A E 或A 1 A T (定义),性质:1① 、A 的列向量都是单位向量,且两两正交,即a 「a j② 、若A 为正交矩阵,则 A 1 A T 也为正交阵,且 A 1 ; ③ 、若A 、B 正交阵,则 AB 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;施密特正交化:(a,a 2,L ,aj b 印;[b,b]b rSg [b ^g )2 L[b,b ] [b 2,b 2] 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; ①、A 与B 等价 ② 、A 与B 合同③ 、A 与B 相似A 经过初等变换得到B ;PAQ B , P 、Q 可逆; r(A) r(B), A 、B 同型;C T AC B ,其中可逆;x T Ax 与x T Bx 有相同的正、负惯性指数;P 1 AP B ;相似一定合同、合同未必相似;若C 为正交矩阵,则 C T AC B A: B ,(合同、相似的约束条件不同,相似的更严格);6. A为对称阵,则A为二次型矩阵;7. n元二次型x T Ax为正定:A的正惯性指数为n ;A与E合同,即存在可逆矩阵 C ,使C T AC E ;A的所有特征值均为正数;A的各阶顺序主子式均大于 0 ;an 0, A 0 ;(必要条件)。
线性代数复习纲要
《线性代数》复习提纲第一部分: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)。
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《线性代数》复习提纲 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)再特别,若为方阵, (1)|A|≠0 只有零解 (2)|A|=0 有非零解 2.齐次线性方程组 (1)解的情况: r(A)=n,(或系数行列式D≠0)只有零解; r(A)(2)解的结构: X=c1α1+c2α2+…+Cn-rαn-r。 (3)求解的方法和步骤: ①将增广矩阵通过行初等变换化为最简阶梯阵; ②写出对应同解方程组; ③移项,利用自由未知数表示所有未知数; 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 α'β=a1b1+a2b2+…+anbn; (3)向量长度 |α|=√α'α=√(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)r(α1,α 2,…,αn)=n,线性无关。 ②若有n个n维向量,可用行列式判别: n阶行列式aij=0,线性相关(≠0无关) (行列式太不好打了) 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 n 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),则称为二交型的标准型。
i,j=1 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;
《线性代数》复习提纲 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;