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线性代数总复习李永乐

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线性代数总复习李永乐_第1页
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1. n行列式共有n2个元素,展开后有n !项,可分解为2n行列式;2. 代数余子式的性质:① 、A.和a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|a|;3. 代数余子式和余子式的关系:M = (-1)+iA A = (-1)+iM4. 设n行列式D : "将d上、下翻转或左右翻转,所得行列式为丹,则叫=(-i)n(n-1) d ;将D顺时针或逆时针旋转90所得行列式为D,则D2= (-1)TD ; 将D主对角线翻转后(转置),所得行列式为D,则D =D;将D主副角线翻转后,所得行列式为D,则D =D;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x(-1FT ;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x (-1)T ;⑤、拉普拉斯展开式:A °=o C=加、=(-1)mUn |a||B⑥、范德蒙行列式:大指标减小指标的连乘积;⑦、特征值;6, 对于n阶行列式|A|,恒有:XE-A\ = Xn +£ (-1耶/”-〃,其中S^为k阶主子式;k =17, 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;二、矩阵1. A是n阶可逆矩阵:。

A尹0 (是非奇异矩阵);=r(A) = n (是满秩矩阵)A的行(列)向量组线性无关;齐次方程组Ax = 0有非零解;o.b g Rn,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;=ATA是正定矩阵;o A的行(列)向量组是R”的一组基;A是R”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;3.(A-1)* = (A*)-1 (A-i)r = (At )-1 (A*)t = (At )*(AB )T = BtAt (AB )* = B* A* (AB )-1 = B-1 A-14.5.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,其中均A、B可逆:,则:I、II、As JkA| = A \\A |...|4 I;|A「At =②、IA O卜 O B ?③、| O A卜 B O J④、IA C )tO B ?⑤、IA O)T C B JI £IIOA-12A「JBO J;(主对角分块);(副对角分块)-ACB-1 ]B-1 J;(拉普拉斯)[-BACA-1 0 J;(拉普拉斯)三、矩阵的初等变换与线性方程组1. 一个mxn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:F =fE O];IO O Jmxn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)o A □ B ;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(A, E) □ (E, X),则 A 可逆,且 X = A-1 ;② 、对矩阵(A,B)做初等行变化,当A变为E时,B就变成A-1 B,即:(A,B)= (E,A-1B);③、求解线形方程组:对于n个未知数n个方程Ax = b,如果(A,b)B (E,x),则A可逆,且x = A-1b ;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;1 \人②、A= 2V,左乘矩阵A,人乘A的各行元素;右乘,i人乘A的各列元素;i-1对调两行或两列,符号E(i, j),且 E(i,j)-1 = E (i, j),例如:-1倍乘某行或某列,符号E (i (k))k I1(k 丰 0);-k、1 (k 尹 0);且 E(i(k))-1 = E(i(』)),例如: kr 1⑤、倍加某行或某列,符号E(j(k)),且E(ij(k))-1 = E(j(-k)),如:V5. 矩阵秩的基本性质:① 、0 < r(A ) < min(m,n);② 、r(At) = r(A);③ 、若 A □ B,则 r(A) = r(B);④ 、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) + 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)X行矩阵(向量)的形式,再采用结合律;r 1 a c'② 、型如0 1 b的矩阵:利用二项展开式;V 0 0 1J二项展开式:(a + b)n = C0an + C1 an-1b1 + + Cman-mbm + + Cn-1a1bn-1 + Cnbn = 2 Cmambn-m ;n nm=0注:I、(a + b)n展开后有n +1项;II、厂 n(n -1) (n - m +1)Cm =nn! c 0 c m !(n - m)! n 1III、组合的性质:Cm = Cn-m n nCm = Cm + Cm-1n+1 n n2^ Cr = 2n rCr = nCr-1 ;n n n-1r=0③ 、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:甲(AX = XX,A = |a|A-m A*X =^AX);③ 、a* = |a|a-i、|a*| = |a|”t8. 关于A矩阵秩的描述:① 、,(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 xn矩阵,则:① 、m与方程的个数相同,即方程组Ax = b有m个方程;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元线性方程:a x + a x +•11 1 12 2①、a x + a x +・21 1 22 2・・+ a x = b・・+a x = b2 n n 2a x + a x + …+ a x = bm1 1 m2 2f a11 a12a a②、 21 22a1n a2 nf b,1 b2(向量方程,A为mxn矩阵,m个方程,n个未知数)Em1 am 2 …amn 人"m ^m ^③、(a a气)—(全部按列分块,f b「 其中P= b2);④、 a x + a x + …+ a x = P (线性表出)1 1 2 2 n n⑤ 、有解的充要条件:r(A) = r(A, p) < n( n为未知数的个数或维数)四、向量组的线性相关性1.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 :a ,a,…,a 构成nxm 矩阵 A = (a ,a,…,a )1 2 m 1 2 mfP1T 1P T2 ;Pt , Pt,…,pT构成m xn矩阵B =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 oAx = 0有、无非零解;(齐次线性方程组)② 、向量的线性表出 oAx = b是否有解;(线性方程组)③ 、向量组的相互线性表示 o AX = B是否有解;(矩阵方程)3. 矩阵Amxn与B,xn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;(例14)4. r(ATA) = r(A) ; (P 例 15)5. n维向量线性相关的几何意义:① 、a线性相关 oa= 0 ;② 、a,p线性相关 oa,p坐标成比例或共线(平行);③、a, p,y线性相关 oa, p,y共面;6. 线性相关与无关的两套定理:若a ,a,…,a线性相关,则a ,a,…,a ,a必线性相关;1 2 $ 1 2 s s +1若a ,a,…,a线性无关,则a ,a,…,a 必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶)1 2 s 1 2 s-1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;7. 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

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