线性代数(二)矩阵代数

举报
Studying-swz 发表于 2022/08/22 20:23:09 2022/08/22
【摘要】 @TOC 一:矩阵运算1.和与标量运算:这里比较简单,就不再赘述。2.矩阵乘法:本质:其实就是线性变化,线性变化见:https://blog.csdn.net/qq_37534947/article/details/1094513903.矩阵的乘幂4.矩阵的转置: 二:矩阵的逆1.定义注意:必须是方阵!!!!!!!!!2.2x2矩阵的逆矩阵的求法比较简单,自己推导下即可推出来!3.性质推导按...

@TOC


一:矩阵运算

1.和与标量运算:
在这里插入图片描述
这里比较简单,就不再赘述。


2.矩阵乘法:
系数矩阵:方程组对应的系数组成的矩阵。增广矩阵:方程组对应的系数以及最后的常数组成的矩阵。
在这里插入图片描述
本质:其实就是线性变化,线性变化见:https://blog.csdn.net/qq_37534947/article/details/109451390


3.矩阵的乘幂
基本思想:![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20201102162424675.png#pic_center)初等行变换:


4.矩阵的转置:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


二:矩阵的逆

1.定义
在这里插入图片描述
注意:必须是方阵!!!!!!!!!


2.2x2矩阵的逆矩阵的求法
在这里插入图片描述
比较简单,自己推导下即可推出来!


3.性质
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
推导按定义推导以及转置的性质。


4.初等矩阵
本质:对应三种初等变换在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


5.初等矩阵的可逆性

在这里插入图片描述
理解:见https://blog.csdn.net/qq_37534947/article/details/109451390的行化简部分。
在这里插入图片描述


6.可逆矩阵的求法的过程理解

在这里插入图片描述
其实就是A在初等变换过程中一定可以变换为行简化阶梯型(这时候就是单位矩阵,因为可逆),这里稍微解释下原因:因为之前说过非0矩阵一定有行简化阶梯,然后因为A有可逆矩阵,所以对于Ax=b来说,有唯一解;有唯一解,也就说明了每一行的主元位置有主元,又因为是方阵,所以其最后就是单位矩阵。
所以过程:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


7.求可逆矩阵的算法

在这里插入图片描述


三:可逆矩阵的性质

在这里插入图片描述
自己看吧,理解就好。。。


四:分块矩阵

1.例子:
在这里插入图片描述


2.加法、数乘、乘法:

和矩阵一样,见上面的矩阵运算,这里就是用到了一种分治的思想,由大变小,由小解大。


五:矩阵因式分解----LU分解

1.意义
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.为什么LU分解有用?

在这里插入图片描述
注:因为LU都是三角矩阵,所以在求法过程中是比较简单的,其实就是将一个复杂映射/变换,变成了两次简单的映射/变换。


3.LU分解的例子

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
其实第一次来说,对于LU分解和之前的行化简,其实LU分解包含了行化简以及再用LU求解,但是其主要的意义是只是在第一次求LU比较来说,之后的对于以矩阵A为系数的方程,其明显少于直接用行化简求解的过程,如上面:LU分解28次,行化简62次。
所以: 对于求解一系列的方程来说,推荐LU;但是只是求解一次,用行化简即可。


4.LU分解算法

在这里插入图片描述
注:需要注意的是行化简过程中仅用行倍加变换了,所以初等矩阵都是下三角,并且下三角矩阵的乘积和逆也是单位下三角矩阵。
补充:如果矩阵的各阶顺序主子式均不为零,则必有LU分解,且LU唯一;另外在变换过程中可能会有交换两行的过程,这时候需要置换矩阵,之后再补--------


六:N维空间的子空间

在这里插入图片描述
简单来说:就是对加法封闭和对数乘封闭(注意零向量)。


列空间:
在这里插入图片描述
可以从Ax = b出发,若其有解,则b属于A的列空间。

零空间:
在这里插入图片描述


子空间的基:
在这里插入图片描述


补充:
在这里插入图片描述
了解,有个影响即可。


七:维数与秩

维数:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


秩:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
细节就不再细说了,记住就好。


参考书籍:线性代数及其应用(原书第5版)

书籍下载:https://download.csdn.net/download/qq_37534947/13115301

【版权声明】本文为华为云社区用户原创内容,转载时必须标注文章的来源(华为云社区)、文章链接、文章作者等基本信息, 否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件进行举报,并提供相关证据,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容,举报邮箱: cloudbbs@huaweicloud.com
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论(0

0/1000
抱歉,系统识别当前为高风险访问,暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称,即可参与社区互动!

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。