线代线性代数复习
231页1、, 用定义计算(证明),例 用行列式定义计算,一、计算(证明)行列式,解,评注 本例是从一般项入手,将行标按标准 顺序排列,讨论列标的所有可能取到的值,并注 意每一项的符号,这是用定义计算行列式的一般 方法,注意, 利用范德蒙行列式计算,例 计算,利用范德蒙行列式计算行列式,应根据范德 蒙行列式的特点,将所给行列式化为范德蒙行列 式,然后根据范德蒙行列式计算出结果。,解,上面等式右端行列式为n阶范德蒙行列式,由 范德蒙行列式知,评注 本题所给行列式各行(列)都是某元 素的不同方幂,而其方幂次数或其排列与范德蒙 行列式不完全相同,需要利用行列式的性质(如 提取公因子、调换各行(列)的次序等)将此行 列式化成范德蒙行列式, 用化三角形行列式计算,例 计算,解,提取第一列的公因子,得,评注 本题利用行列式的性质,采用“化零” 的方法,逐步将所给行列式化为三角形行列式 化零时一般尽量选含有的行(列)及含零较多 的行(列);若没有,则可适当选取便于化零 的数,或利用行列式性质将某行(列)中的某数 化为1;若所给行列式中元素间具有某些特点,则 应充分利用这些特点,应用行列式性质,以达到 化为三角形
2、行列式之目的, 用降阶法计算,例 计算,解,评注 本题是利用行列式的性质将所给行列 式的某行(列)化成只含有一个非零元素,然后 按此行(列)展开,每展开一次,行列式的阶数 可降低 1阶,如此继续进行,直到行列式能直接 计算出来为止(一般展开成二阶行列式)这种 方法对阶数不高的数字行列式比较适用, 用拆成行列式之和计算,例 证明, 用递推法计算,例 计算,解,由此递推,得,如此继续下去,可得,评注, 用数学归纳法,例 证明,证,对阶数n用数学归纳法,评注,计算行列式的方法比较灵活,同一行列式可 以有多种计算方法;有的行列式计算需要几种方 法综合应用在计算时,首先要仔细考察行列式 在构造上的特点,利用行列式的性质对它进行变 换后,再考察它是否能用常用的几种方法,小结,矩阵,一、矩阵的运算,二、逆矩阵的运算及证明,三、矩阵的分块运算,典 型 例 题,例 计算,一、矩阵的运算,解,解,由此得,例,例,解,用定义求逆阵,二、逆矩阵的运算及证明,注,分析,矩阵方程,解,证,例,三、矩阵的分块运算,同理可得:,例 6,解,()根据分块矩阵的乘法,得,()由()可得, 初等变换的定义,换法变换,倍法变
3、换,消法变换,三种初等变换都是可逆的,且其逆变换是 同一类型的初等变换,反身性,传递性,对称性, 矩阵的等价,三种初等变换对应着三种初等矩阵, 初等矩阵,由单位矩阵 经过一次初等变换得到的矩阵称 为初等矩阵,()换法变换:对调两行(列),得初等 矩阵 ,()倍法变换:以数 (非零)乘某行( 列),得初等矩阵 ,()消法变换:以数 乘某行(列)加到另 一行(列)上去,得初等矩阵 ,经过初等行变换,可把矩阵化为行阶梯形矩 阵,其特点是:可画出一条阶梯线,线的下方全 为0;每个台阶只有一行,台阶数即是非零行的 行数,阶梯线的竖线(每段竖线的长度为一行) 后面的第一个元素为非零元,也就是非零行的第 一个非零元,例如, 行阶梯形矩阵,经过初等行变换,行阶梯形矩阵还可以进一 步化为行最简形矩阵,其特点是:非零行的第一 个非零元为1,且这些非零元所在列的其它元素都 为0,例如, 行最简形矩阵,对行阶梯形矩阵再进行初等列变换,可得到 矩阵的标准形,其特点是:左上角是一个单位矩 阵,其余元素都为0,例如, 矩阵的标准形,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 是这个等价类中形状最简单
4、的 矩阵,定义, 矩阵的秩,定义,定理,行阶梯形矩阵的秩等于非零行的行数, 矩阵秩的性质及定理,定理,定理, 线性方程组有解判别定理,齐次线性方程组:把系数矩阵化成行最简形 矩阵,写出通解,非齐次线性方程组:把增广矩阵化成行阶梯 形矩阵,根据有解判别定理判断是否有解,若有 解,把增广矩阵进一步化成行最简形矩阵,写出 通解,10 线性方程组的解法,定理,11 初等矩阵与初等变换的关系,定理,推论,一、求矩阵的秩,二、求解线性方程组,三、求逆矩阵的初等变换法,四、解矩阵方程的初等变换法,典 型 例 题,求矩阵的秩有下列基本方法,()计算矩阵的各阶子式,从阶数最高的 子式开始,找到不等于零的子式中阶数最大的一 个子式,则这个子式的阶数就是矩阵的秩,一、求矩阵的秩,()用初等变换即用矩阵的初等行(或 列)变换,把所给矩阵化为阶梯形矩阵,由于阶 梯形矩阵的秩就是其非零行(或列)的个数,而 初等变换不改变矩阵的秩,所以化得的阶梯形矩 阵中非零行(或列)的个数就是原矩阵的秩,第一种方法当矩阵的行数与列数较高时,计 算量很大,第二种方法则较为简单实用,例 求下列矩阵的秩,解 对 施行初等行变换化为阶梯
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