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逆矩阵重点和习题

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逆矩阵重点和习题_第1页
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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,定理,:,行列式某一行(或列)的每一元素与另一行(或列)元素的代数余子式乘积之和为零即:,2 逆矩阵,一、,准备知识,结合行列式的展开定理,有:,引例:,若 ,求矩阵,X,,使:,AX=E,2,解:,设,解线性方程组容易得到:,x,1,=3,x,2,=2,x,3,=1,x,4,=1.,问题:,对于矩阵,A,,,是否存在一个矩阵,A,1,,,使得:,比较矩阵方程,AX=B,与数的方程,ax=b.,二、逆矩阵的概念,1.定义,:,对于,n,阶,方阵,A,,,如果存在一个,n,阶方阵,B,,,使,AB,=,BA,=,E,,,则称,A,为,可逆矩阵,(简称可逆),并称,B,为,A,的,逆矩阵,例,:,对于,,,否则称,A,是不可逆的AB=E,=BA.,故,A,是可逆的,,并且,B,为,A,的逆矩阵A,的逆矩阵记为:,A,1,,即:,A,A,1,=,A,1,A=E,2.问题:,(1)怎么样的方阵才可逆?,(2)若,A,可逆,逆阵有多少个?,(3)若,A,可逆,怎样去求它的逆阵,A,1,?,分析:,设,B,和,C,都是,A,的逆矩阵,则:,AB,=,BA,=,E,AC,=,CA,=,E,B=BE,=,B,(,AC,),=,(,BA,),C,=,EC,=,C,需证明,B=C,(证明唯一性常用同一法),又,注:,适当乘上单位阵,E,,并将,E,表示成一个矩阵与其,逆阵,乘积的形式,是一种常用的技巧。

单位阵技巧,3.定理:,若,A,可逆,则,A,的逆阵唯一三、,逆阵存在的充分必要条件,1.定理:,若,A,可逆,则 .,注:,如果 ,则称,A,是,非奇异的,,否则称,A,是奇异的2.伴随矩阵,:,设,A,n,=(,a,ij,),,令,A,ij,是,A,的行列式|,A,|中元素,a,ij,的代数余子式,,,将这,n,2,个数排成如下,n,阶方阵:,(注意 中,A,ij,的排列),称之为,A,的,伴随矩阵,例,:,求 的伴随矩阵同理可得:,解,:,所以:,2,3,2,6,6,2,4,5,2,3.定理:,设,A,为,n,阶方阵,若 ,则,A,可逆,且:,一行元素与另一行元素对应代数余子式乘之和,|,A,|,0,0,0,|,A,|,0,|,A,|,0,0,一行元素与对应代数余子式乘之和,同理:,证明,:,例:,求 的逆矩阵解:,A,1,存在,,故,注:,求逆阵需注意:1.,A,ij,的符号(-1),i+j,;2.,中,A,ij,的排列4.定理,:,方阵,A,可逆,推论,:,若,A,、,B,都是,n,阶矩阵,且,AB,=,E,,则,BA,=,E,,即,A,、,B,皆可逆,且,A,、,B,互为逆矩阵。

证明:,因为,AB,=,E,,所以|,A,|,B,|=1,,|,A,|,0,|,B|,0,故,A,、,B,皆可逆BA,=,EBA,=(,A,1,A,),BA,=,A,1,(,AB,),A,=,A,1,EA,=,A,1,A,=,E,注:1.,判断,B,是否为,A,的逆,只需验证,AB,=,E,或,BA,=,E,的一个等式成立即可2.逆矩阵是相互的即:若,A,1,=,B,,则,B,1,=,A.,(课本54页推论1),练习,:1.,求 的逆矩阵答案,:1.,(其中|,A,|=1),2.设,A、B,都是,n,阶方阵,,B,可逆,且,A,2,+AB+B,2,=O,,证明:,A,和,A+B,均可逆2.提示:,只需证明,把,A,2,+AB+B,2,=O,改写为,A,(,A+B,),=B,2,思考:,四、逆阵的性质,1.若,A,可逆,则,A,1,也可逆,且,(,A,1,),1,=,A,.,2.若,A,可逆,数 ,则,kA,也可逆,且:,3.若,A,可逆,则,A,T,也可逆,且(,A,T,),-1,=,(,A,-1,),T,.,4.若,A、B,为同阶可逆方阵,则其积,AB,也可逆,且:,(,AB,),-1,=,B,-1,A,-1,推广:,5.若,A,可逆,,|,A,1,|,=,|,A,|,1,,(,AB,),-1,A,-1,B,-1,注:,一般的,,(,kA,),-1,kA,-1,例,:,设 求矩阵,X,,,使,AX,=,B.,分析,:,法一:待定系数法,若,法二:,,则,A,可逆,,由,AX,=,B,可得:,X,=,A,1,B,注,:,若,YA,=,B,,则,Y,=,BA,1,.,例,:,矩阵,A、B,满足,AB,=2,A+B,,,求,A,,,其中:,分析,:,AB,=2,A+B,AB,2,A,=,B,A,(,B,2,E,)=,B,若,|,B,2,E,|,0,,则,A,=,B,(,B,2,E,),1,容易错为,A,(,B,2)=,B,A,=,B,(,B,2,E,),1,练习,:,用逆矩阵解线性方程组,答案:,思考,:,若,A,、,B,均可逆,那么,A,+,B,可逆吗?,不一定。

如,A=E,B=E,,,A,+,B=O,不可逆注,:,就算,A,+,B,可逆,(,A,+,B,),1,A,1,+,B,1,.,。

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