矩阵 求逆 方法

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矩阵求逆的方法

矩阵求逆的方法
埙 埙 1 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙
A
A2 埙
A
埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 n 埙
-1
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埙 -1 埙 埙 1 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙A源自A2-1埙A
埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 埙 -1 埙 埙 n 埙

这样求矩阵的逆就转化为求子块的逆。 6、 使用技巧求逆 技巧的使用依赖于题目条件, 这需要具体问题具体分析。 在这里举 一个例子来说明。比如已知矩阵 A 的具体表达式, 求(A*)- 1。若直接来求 然后利用上述提到的第三种方法在求出 (A*)- 1, 这 的话, 需要先计算 A*, 样处理的话, 运算量较大。 若利用 A* 与 A- 1 之间的关系及逆矩阵的性质 计算就比较简单。 因为 A*= A A- 1 所以(A*)- 1=( A A- 1)- 1= 1 A。 从而这个 A 题目只需要求出 A 的行列式, 让矩阵 A 的每一个元素乘上 A 的行列式 的倒数便是所要的答案了。 总之,矩阵求逆的方法很多, 这需要大家多总结, 同时在遇到题目 时根据题目条件选择合适的方法, 这有利于知识的巩固与掌握。 参考文献 [1] 苏德矿, 裘哲勇.线性代数.高等教育出版社,2005,7. 望 [J ] .汽车技术,2007,设计 · 计算 · 研究(4):21- 24. [2] 董敬,庄志,常思勤编.汽车拖拉机发动机(第 3 版[ ) M] .北京:机械 工业出版社,2000:51- 52. [3] 姚春德 . 甲醇在柴油机上应用的技术进展 [J ] . 中外能源 ,2009, (14):38- 44. [4] 王明扬,卢贵忠,毛明华等.柴油机混燃汽化醇类燃料的试验研究 [J ] .云南农业大学学报.2008,23(2):277- 280. [5] 陈强福 . 醇类燃料在车用发动机上的研究现状 [J ] . 甘肃科技纵 横,2006,35(2):19,43- 44. [6] 蒋德明, 黄佐华编. 内燃机替代燃料燃烧学 [M] . 西安:西安交通 大学出版社, 2007:3,6,10- 12. [7] 李冠峰 , 梁爱琴 , 李遂亮等 . 我国车用代用燃料研发与应用现状 [J ] .农机化研究,2007,5:197- 201. [8] 徐美同, 王立华. 二甲醚的生产工艺技术比较 [J ] . 甘肃石油和化 工,2008,1:32- 34. [9] 祁东辉,陈昊,刘津.柴油机燃用生物柴油的燃烧和排放特性研究 [J ] .汽车工程,2008,30(7):581- 584. [10] 谭天伟 , 王芳 , 邓立 . 生物柴 油 的 生 产 和 应 用 [J ] .现代化工, 2002,22(2):4- 6.

矩阵逆矩阵的求法

矩阵逆矩阵的求法

矩阵逆矩阵的求法One 、矩阵的逆的定义矩阵的逆,又叫做逆矩阵,是指一个方阵在乘积中具有反作用的转换矩阵,它被定义为:存在一个转换矩阵A,使得它和定矩阵相乘等于单位矩阵I,且称A为定矩阵的逆,标记为A⁻¹。

其定义如下:ªA⁻¹A=AA⁻¹=I了解到矩阵逆的定义后,很容易想到,如果有一种新的矩阵,它可以被乘以一个矩阵就得到一个单位矩阵的话,那么这个新的矩阵就是这个矩阵的逆,这个新的矩阵称为全逆矩阵。

全逆矩阵的求法是将单位矩阵放入原始矩阵的右边,然后将单位矩阵的列进行相应的变换,直到变换出等价行阶梯型矩阵。

最后,再将此行阶梯型矩阵变换回与原始矩阵有相同行列数的矩阵,这就是原始矩阵的逆矩阵了。

2、矩阵的逆求法:使用秩当矩阵的行数和列数不相等时,使用全逆矩阵求解矩阵逆比较困难,通常可以使用矩阵的秩来求解矩阵逆。

准确地说,该方法是求解方程Ax=b求解矩阵A的逆矩阵A⁻¹。

方法是,先求出该方程的秩r,如果r=m,m指的是A的行数,则A为可逆矩阵,否则A为不可逆矩阵,而其逆矩阵为不存在状态。

此后可采用Gauss-Jordan方法来求出A的逆矩阵A⁻¹。

三、矩阵的逆的求解实例下面通过一个实例来详细地介绍矩阵逆的求解方法:我们现在考虑如下矩阵A:A =\begin{pmatrix}2 & -1 & 3\\1 & -1 & 0\\1 & 4 & 2\end{pmatrix}首先,我们应求出A的逆A⁻¹:来证明A的矩阵逆的求解结果的正确性,我们将A和A⁻¹相乘:从结果可以看出,A和A⁻¹相乘得到结果是单位矩阵,说明经过求解,A的矩阵是正确的。

矩阵求逆公式

矩阵求逆公式

矩阵求逆公式
矩阵求逆公式是一种重要的数学工具,它可以帮助我们快速地求解复杂的数学问题。

矩阵求逆公式定义为:对于一个矩阵A,如果存在一个矩阵B,使得AB=BA=E,其中E为单位矩阵,则称矩阵B为矩阵A的逆矩阵,记为A^(-1),即A^(-1)=B。

矩阵求逆公式的应用非常广泛,它在线性代数中被广泛应用,可以用来求解线性方程组。

此外,它还可以用来求解多元函数的极值问题,计算微分,解决矩阵的可逆性问题,以及计算积分,等等。

矩阵求逆公式的计算方法也非常多样,最常用的方法是利用矩阵的分块来计算。

具体步骤如下:
1、将矩阵A分解为上下左右四个分块,分别记为A11,A12,A21,A22;
2、计算矩阵A的逆矩阵A^(-1),其中A^(-1)=(A11-A12A22^(-1)A21)^(-1)A12A22^(-1);
3、计算矩阵A22的逆矩阵A22^(-1),其中A22^(-1)=(A22-A21A11^(-1)A12)^(-1)A21A11^(-1);
4、重复上述步骤,可以求得矩阵A的逆矩阵A^(-1)。

当然,我们也可以通过数值方法来计算矩阵求逆公式,比如Gauss-
Jordan消元法,它可以快速地求解矩阵的逆矩阵。

矩阵求逆公式是一种重要的数学工具,可以用来求解复杂的数学问题,它的应用非常广泛,有多种计算方法可供选择。

矩阵求逆的方法

矩阵求逆的方法

矩阵求逆的方法矩阵的求逆问题是线性代数中的基本问题。

下面,我将介绍两个经典的矩阵求逆公式:线性方程组的基础解系与矩阵的秩之间的关系;矩阵的秩等于它的特征值的个数。

最后,举出几个常见的例子来说明求逆公式的实用性和应用范围。

线性方程组的基础解系与矩阵的秩之间的关系我们来分析一下,这两条公式怎么用,为什么能够成立呢?其实,如果只看第二条公式的话,你会发现,它和求齐次线性方程组的基础解系有很大的关系,所以,这是一个大前提。

如果不知道线性方程组的基础解系是什么意思,那就无法把第二个公式的原理用到现实生活中去。

1。

其实,线性方程组的基础解系指的是一组线性方程中满足约束条件的未知数的值,比如x和y的解为t或x=t,这就是线性方程组的基础解系。

2。

可以把线性方程组的基础解系看成方程组,也就是说x和y对应着方程组(x+y)=0或x+y=0,但是,这两个解并不是唯一的。

我们知道,只要给定了两个方程组的基础解系x和y,就可以根据求解线性方程组的一般方法求出方程组中的任意一个未知数t或t的值,这样就可以得到一组未知数的值。

因此,这组未知数的值即为线性方程组的基础解系。

如果设这组未知数的值为y,那么,基础解系中的一个方程为x+y,另一个方程为x-y。

对于方程组来说,这组未知数的值为-y或-x。

3。

这样一来,我们就可以写成基础解系的形式: y=t,而矩阵的秩等于方程组的阶,所以矩阵的秩为0。

4。

所以,矩阵求逆公式的第一个推导过程就完成了。

矩阵的秩等于它的特征值的个数。

矩阵的秩是衡量矩阵元素多少的数值,记作p(k),通常用大写英文字母表示。

对于n阶矩阵,若其所有特征值的乘积都大于一,则称矩阵的秩为n^*。

不等式矩阵不能求逆,非奇异矩阵可以求逆,非零矩阵一定可以求逆,一定可以判别零矩阵的秩为0。

基础解系也可以看成是一个合同向量组,我们知道,合同向量组的行列式为0,所以它的基础解系的基础解系仍然是合同向量组。

求逆矩阵的几种方法

求逆矩阵的几种方法

求逆矩阵的几种方法作者:俞美华来源:《科技视界》2015年第31期【摘要】矩阵是线性代数中的主要研究对象与研究工具,而逆矩阵是矩阵理论中的一个非常重要的概念,如何判断一个矩阵是否可逆以及如何求矩阵的逆矩阵就显得非常重要。

求逆矩阵方法很多,本文归纳了如下几种:定义法;利用伴随矩阵求逆法;利用伴随矩阵求逆法的推论求逆;利用逆矩阵的性质求逆法;利用矩阵的初等变换求逆;分块对角阵求逆法。

【关键词】逆矩阵;伴随矩阵;初等变换;分块对角阵【Abstract】Matrix is the main object of study in linear algebra and research tool and the inverse matrix is a very important concept in the theory of matrix, how to judge a matrix is reversible and how to calculate the inverse matrix are very important. There are a lot of methods of finding the inverse of a matrix, this paper sums up the following: the methods of definition,adjoint matrix,the nature of the matrix inverse,elementary transformation,block diagonal matrix.【Key words】Inverse matrix; Adjoint matrix; Elementary transformation; Block diagonal matrix1 定义法对于n阶矩阵A,如果存在一个n阶矩阵B,使AB=BA=E,则称矩阵A是可逆的,把矩阵B称为A的逆矩阵,并且当矩阵可逆时,逆矩阵是唯一的,故B=A-1。

矩阵求逆伴随矩阵方法

矩阵求逆伴随矩阵方法

矩阵求逆伴随矩阵方法矩阵求逆是矩阵理论中一个重要的问题,解决了这个问题我们可以找到矩阵的逆矩阵,从而可以进行更多的运算和分析。

本文将介绍矩阵求逆的一种常用方法,伴随矩阵法,包括其定义、性质以及具体的计算步骤。

1.伴随矩阵的定义和性质伴随矩阵(Adjoint Matrix),也叫伴郡矩阵、伴随阵、陪阵,对于一个n阶方阵A,它的伴随矩阵是一个n阶矩阵,记作adjA,满足以下条件:(1) 对于A的每个元素a[i][j],adjA的元素a[j][i]等于A中除去a[i][j]元素的代数余子式C[j][i];(2) adjA的每个元素等于其相应位置的代数余子式的代数余子式。

2.伴随矩阵法的步骤伴随矩阵法是求解矩阵逆的一种方法,它的具体步骤如下:(1)计算矩阵A的行列式D=,A。

(2)计算A的每个元素的代数余子式C[i][j]。

代数余子式C[i][j]是通过删除A的第i行和第j列后构成的矩阵的行列式,然后乘以(-1)^{i+j}。

(3) 根据伴随矩阵的定义,构造矩阵adjA,其中adjA[i][j] =C[j][i]。

(4) 计算矩阵adjA的转置矩阵(adjA)^T。

(5) 用D乘以(adjA)^T的每个元素,得到矩阵A的逆矩阵。

3.伴随矩阵法的示例下面通过一个具体的矩阵示例来演示伴随矩阵法的计算过程。

考虑一个2阶矩阵A:A=,a,bc,首先计算矩阵A的行列式D:D = ad - bc接下来计算A的代数余子式C[i][j]:C[1][1]=dC[1][2]=-cC[2][1]=-bC[2][2]=a根据伴随矩阵的定义,构造矩阵adjA:adjA = ,d, -b-c,计算矩阵adjA的转置矩阵(adjA)^T:(adjA)^T = ,d, -c-b,最后,用行列式D乘以矩阵(adjA)^T的每个元素,得到矩阵A的逆矩阵:A^{-1} = (1/D) * (adjA)^T = (1/(ad-bc)) * ,d, -c-b,4.伴随矩阵法的应用伴随矩阵法可以用于求解线性方程组、计算矩阵的特征值和特征向量等问题。

(完整word版)逆矩阵的几种求法与解析(很全很经典)

逆矩阵的几种求法与解析矩阵是线性代数的主要内容,很多实际问题用矩阵的思想去解既简单又快捷.逆矩阵又是矩阵理论的很重要的内容, 逆矩阵的求法自然也就成为线性代数研究的主要内容之一.本文将给出几种求逆矩阵的方法.1.利用定义求逆矩阵定义: 设A 、B 都是n 阶方阵, 如果存在n 阶方阵B 使得AB= BA = E, 则称A 为可逆矩阵, 而称B 为A 的逆矩阵.下面举例说明这种方法的应用.例1 求证: 如果方阵A 满足A k= 0, 那么EA 是可逆矩阵, 且(E-A )1-= E + A + A 2+…+A 1-K证明 因为E 与A 可以交换, 所以(E- A )(E+A + A 2+…+ A 1-K )= E-A K ,因A K = 0 ,于是得(E-A)(E+A+A 2+…+A 1-K )=E , 同理可得(E + A + A 2+…+A 1-K )(E-A)=E ,因此E-A 是可逆矩阵,且(E-A)1-= E + A + A 2+…+A 1-K .同理可以证明(E+ A)也可逆,且(E+ A)1-= E -A + A 2+…+(-1)1-K A 1-K .由此可知, 只要满足A K =0,就可以利用此题求出一类矩阵E ±A 的逆矩阵.例2 设 A =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000300000200010,求 E-A 的逆矩阵.分析 由于A 中有许多元素为零, 考虑A K 是否为零矩阵, 若为零矩阵, 则可以采用例2 的方法求E-A 的逆矩阵.解 容易验证A 2=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000000060000200, A 3=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000000000006000, A 4=0而 (E-A)(E+A+ A 2+ A 3)=E,所以(E-A)1-= E+A+ A 2+ A 3=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000310062106211.2.初等变换法求元素为具体数字的矩阵的逆矩阵,常用初等变换法.如果A 可逆,则A 可通过初等变换,化为单位矩阵I ,即存在初等矩阵S P P P ,,21Λ使(1)s p p p Λ21A=I ,用A 1-右乘上式两端,得:(2) s p p p Λ21I= A 1-比较(1)(2)两式,可以看到当A 通过初等变换化为单位矩阵的同时,对单位矩阵I 作同样的初等变换,就化为A 的逆矩阵A 1-.用矩阵表示(A I )−−−→−初等行变换为(I A 1-),就是求逆矩阵的初等行变换法,它是实际应用中比较简单的一种方法.需要注意的是,在作初等变换时只允许作行初等变换.同样,只用列初等变换也可以求逆矩阵.例1 求矩阵A 的逆矩阵.已知A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡521310132.解 [A I]→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100521010310001132→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡001132010310100521→ ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--3/16/16/1100010310100521→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----3/16/16/110012/32/10103/46/136/1001故 A 1-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----3/16/16/112/32/13/46/136/1. 在事先不知道n 阶矩阵是否可逆的情况下,也可以直接用此方法.如果在初等变换过程中发现左边的矩阵有一行元素全为0,则意味着A 不可逆,因为此时表明A =0,则A 1-不存在.例2 求A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡987654321.解 [A E]=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100987010654001321→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------1071260014630001321→ ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----121000014630001321. 由于左端矩阵中有一行元素全为0,于是它不可逆,因此A 不可逆.3.伴随阵法定理 n 阶矩阵A=[a ij ]为可逆的充分必要条件是A 非奇异.且A 1-=A 1⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn nnn n A A A A A A A A A (212221212111)其中A ij 是A 中元素a ij 的代数余子式.矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn nn n n A A A A A AA A A (2122212)12111称为矩阵A 的伴随矩阵,记作A 3,于是有A 1-=A 1A 3.证明 必要性:设A 可逆,由A A 1-=I ,有1-AA =I ,则A 1-A =I ,所以A ≠0,即A 为非奇异.充分性: 设A 为非奇异,存在矩阵B=A 1⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn nnn n A A A A A A A A A .....................212221212111, 其中AB=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn n n n n a a a a a a a a a (2)12222111211⨯A 1⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn nn n n A A A A A A A A A ............... (2122212)12111=A 1⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡A A A A ............0...00...0=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1 (00)...1......0...100...01=I同理可证BA=I.由此可知,若A 可逆,则A 1-=A1A 3. 用此方法求逆矩阵,对于小型矩阵,特别是二阶方阵求逆既方便、快阵,又有规律可循.因为二阶可逆矩阵的伴随矩阵,只需要将主对角线元素的位置互换,次对角线的元素变号即可.若可逆矩阵是三阶或三阶以上矩阵,在求逆矩阵的过程中,需要求9个或9个以上代数余子式,还要计算一个三阶或三阶以上行列式,工作量大且中途难免 出现符号及计算的差错.对于求出的逆矩阵是否正确,一般要通过AA 1-=I 来检验.一旦发现错误,必须对每一计算逐一排查.4.分块矩阵求逆法4.1.准对角形矩阵的求逆命题 设A 11、A 22都是非奇异矩阵,且A 11为n 阶方阵,A 22为m 阶方阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡221100A A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--12211100A A 证明 因为A =221100A A =11A 22A ≠0, 所以A 可逆.设A 1-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡W ZY X,于是有⎥⎦⎤⎢⎣⎡W Z Y X⎥⎦⎤⎢⎣⎡221100A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡m nI I 00,其中 X A 11=I n , Y A 22=0,Z A 11=0,W A 22=I m .又因为A 11、A 22都可逆,用A 111-、A 122-分别右乘上面左右两组等式得:X= A 111-,Y=0,Z=0,W= A 122-故 A 21= ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--12211100A A 把上述结论推广到每一个子块都是非奇异矩阵的准对角形状矩阵中去,即:121...-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡k A A A =⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---11211...k A A A 4.2.准三角形矩阵求逆命题 设A 11、A 22都是非奇异矩阵,则有12212110-⎥⎦⎤⎢⎣⎡A A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----122122121111110A A A A A证明 因为⎥⎦⎤⎢⎣⎡2212110A A A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--I A A I 012111=⎥⎦⎤⎢⎣⎡22110A A 两边求逆得1121110--⎥⎦⎤⎢⎣⎡-I A A I 12212110-⎥⎦⎤⎢⎣⎡A A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--12211100A A 所以 1221211-⎥⎦⎤⎢⎣⎡A A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--I A A I 012111⎥⎦⎤⎢⎣⎡--12211100A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----122122121111110A A A A A同理可证12221110-⎥⎦⎤⎢⎣⎡A A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----122122211111110A A A A A 此方法适用于大型且能化成对角子块阵或三角块阵的矩阵. 是特殊方阵求逆的一种方法,并且在求逆矩阵之前,首先要将已给定矩阵进行合理分块后方能使用.5.恒等变形法恒等变形法求逆矩阵的理论依据为逆矩阵的定义,此方法也常用与矩阵的理论推导上.就是通过恒等变形把要求的值化简出来,题目中的逆矩阵可以不求,利用AA 1-=E ,把题目中的逆矩阵化简掉。

求矩阵的逆矩阵的方法

求矩阵的逆矩阵的方法矩阵的逆矩阵是矩阵理论中非常重要的概念,它在线性代数、计算机图形学、物理学等领域都有着广泛的应用。

在实际问题中,我们经常会遇到需要求解矩阵的逆矩阵的情况,因此掌握求解逆矩阵的方法对于我们理解和应用矩阵具有重要意义。

首先,让我们来了解一下什么是矩阵的逆矩阵。

对于一个n阶方阵A,如果存在另一个n阶方阵B,使得AB=BA=I(其中I为单位矩阵),那么B就是A的逆矩阵,记作A^-1。

需要注意的是,并非所有的矩阵都有逆矩阵,只有可逆矩阵才存在逆矩阵。

接下来,我们将介绍几种求解矩阵逆的方法。

一、初等变换法。

通过初等变换将原矩阵转化为单位矩阵,此时原矩阵经过一系列相同的初等变换得到单位矩阵,而这些初等变换也分别作用于单位矩阵上,得到的矩阵即为原矩阵的逆矩阵。

二、伴随矩阵法。

对于n阶矩阵A,其伴随矩阵记作adj(A),则A的逆矩阵为1/det(A) adj(A),其中det(A)为A的行列式。

通过求解伴随矩阵和行列式,可以得到原矩阵的逆矩阵。

三、矩阵的初等行变换法。

通过将原矩阵和单位矩阵进行横向组合,得到一个增广矩阵,然后对增广矩阵进行初等行变换,直到左侧的矩阵变为单位矩阵,此时右侧的矩阵即为原矩阵的逆矩阵。

四、矩阵的分块法。

对于特定结构的矩阵,可以通过矩阵的分块运算来求解逆矩阵,这种方法在一些特殊情况下比较高效。

需要指出的是,对于大型矩阵来说,直接求解逆矩阵的方法可能会比较耗时,因此在实际应用中,我们通常会利用矩阵的性质和特殊结构,采用更加高效的方法来求解逆矩阵。

总之,求解矩阵的逆矩阵是矩阵理论中的重要问题,我们可以根据具体的矩阵结构和应用场景选择合适的方法来求解逆矩阵。

通过掌握这些方法,我们能够更好地理解和应用矩阵,在实际问题中取得更好的效果。

求逆矩阵的代数计算方法

求逆矩阵的代数计算方法
求逆矩阵的代数计算方法如下:
1、待定系数法
2、高斯消元法
已知矩阵A和对应维度的单位矩阵I,先写出增广矩阵A|I,然后对A进行高斯消元,在对A消元的同时,单位矩阵I也在变,直到把A消成单位矩阵,A旁边的单位矩阵也会随之变成A的逆矩阵。

3、用LU分解求矩阵的逆
跟我们平时用LU分解的结果来解方程不同的是,以往,我们面对的是Ax=b(x和b都是和A同维度的列向量),当我们已经求得了A的LU分解以后,我们会按照先求Ly=b,得到y,再求Ux=y的步骤,得到最终的x。

如果,我们使用的是PA=LU的分解,则是先求Ly=Pb,再求Ux=y。

而这里,我们面对的是AX=I(X和I都是和A同维度的矩阵,且X就是A-1)。

因此,我这里的做法是把单位矩阵中的每一列,都看成是Ax=b中的一个b,同时,也把“未知矩阵”A-1中的每一列看成是Ax=b中的x。

实际上,我的这个做法也是符合矩阵与矩阵的乘法的意义的,例如AB=C,则,C中的每一列,实际上都是B中的对应列,对A中所有列的线性组合的结果。

B的对应列中的每一个元素就是线性组合的权重。

4、伴随矩阵+代数余子式。

逆矩阵的求法及逆矩阵的应用

逆矩阵的求法及逆矩阵的应用1. 前言在矩阵运算中,逆矩阵是一个重要的概念。

一个矩阵的逆矩阵是指,如果一个矩阵A乘上它的逆矩阵A^-1等于单位矩阵I,那么A就有逆矩阵。

逆矩阵经常用于解线性方程组、计算行列式和计算矩阵的特征值等方面。

本文将介绍逆矩阵的求法和逆矩阵的应用。

2. 求逆矩阵的方法要求一个矩阵的逆矩阵,需要满足两个条件:该矩阵是方阵且它的行列式不等于零。

下面介绍两种求逆矩阵的方法。

2.1. 初等变换法采用初等变换法求逆矩阵,需要构造一个n阶矩阵[AB],其中A 为待求矩阵,B为单位矩阵,即:[AB]=[A I_n]然后,对矩阵[AB]进行初等行变换,一直到[AB]变为[IBA']的形式,其中A'为A的逆矩阵。

由于[AB]=[A I_n],所以[IBA']=[I_n A^-1],即A的逆矩阵就构造出来了。

2.2. 公式法另一种求逆矩阵的方法是采用公式法。

设A为一个n阶矩阵,若它的行列式为D,那么它的伴随矩阵记为adj(A),则逆矩阵为A^-1=(1/D)adj(A)。

其中,adj(A)表示矩阵A的伴随矩阵,它的第i行第j列元素A_ij的代数余子式与(-1)^(i+j)的乘积。

3. 逆矩阵的应用逆矩阵在数学中有多种应用,这里只介绍几个典型的应用。

3.1. 解线性方程组逆矩阵可以用于求解线性方程组,解法如下:假设有n个未知数,n个方程,可将方程组表示为AX=B的形式,其中X为未知数向量,B为常数向量,A为系数矩阵。

如果系数矩阵A有逆矩阵,那么可以将方程组A^-1AX=A^-1B简化为X=A^-1B,即可求得未知数向量X。

3.2. 计算行列式和矩阵的特征值逆矩阵还可以用于计算行列式和矩阵的特征值。

设A为n阶方阵,它的逆矩阵为A^-1,则有:det(A)=det(A^-1)^-1λ是A的特征值,那么A的逆矩阵的特征值就是λ^-1。

3.3. 计算数据的逆矩阵逆矩阵也可以用于计算数据的逆矩阵。

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矩阵求逆方法
矩阵求逆的方法有多种,如伴随矩阵法、高斯消元法、LU分解法等。

下面分别介绍其中两种常用方法。

1. 伴随矩阵法:
假设已知矩阵A,先计算其伴随矩阵adj(A),然后求逆矩阵A^(-1) = (1/det(A)) * adj(A),其中det(A)表示矩阵A的行列式。

求伴随矩阵的步骤:
1) 计算每个元素的代数余子式
对于A矩阵中的第i行第j列元素A(i, j),它的代数余子式A(i, j)的值等于删除第i行和第j列后矩阵的行列式值,记为M(i, j)。

例如,A(1, 1)的代数余子式为M(1, 1) = A(2, 2) A(2, 3) ... A(n, n)
A(3, 2) A(3, 3) ... A(n, n)
... ... ... ...
A(n, 2) A(n, 3) ... A(n, n)
2) 计算每个元素的代数余子式矩阵C
对于A矩阵中的每个元素A(i, j),它的代数余子式矩阵C的元素C(i, j)等于
对应的代数余子式M(i, j)。

3) 求矩阵C的转置矩阵C^T即为伴随矩阵adj(A)。

2. 高斯消元法:
给定矩阵A,可以将其扩展为一个n*(2n)的矩阵[A I],其中I为n阶单位矩阵。

通过一系列行变换,将A的左侧变为单位矩阵,那么右侧的部分就是A的逆矩阵。

具体步骤如下:
1) 将A矩阵通过初等行变换变成上三角矩阵U,即将第k+1行到n行的第k 列元素变为0,同时第k+1行到n行的第k列以下的元素都变为0。

其中k取值为0到n-2,表示第k列进行消元。

2) 利用反向替换的方式,从最后一行开始,通过基于第k+1行的合适倍数加减操作,将U的主对角线以下的元素变为0。

这样得到的矩阵就是[A I]右侧部分的逆矩阵。

需要注意的是,矩阵A存在逆矩阵的前提条件是其行列式det(A)不为0,否则称A为奇异矩阵,不存在逆矩阵。

以上两种方法是求逆矩阵的常用方法,不同的矩阵类型和求解精度要求可能适用不同的方法。

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