线性代数知识点总结
1 行列式
(一)行列式概念和性质 1、逆序数:所有的逆序的总数
2、行列式定义:不同行不同列元素乘积代数和 3、行列式性质:(用于化简行列式) (1)行列互换(转置),行列式的值不变 (2)两行(列)互换,行列式变号
(3)提公因式:行列式的某一行(列)的所有元素都乘以同一数k,等于用数k乘此行列式
(4)拆列分配:行列式中如果某一行(列)的元素都是两组数之和,那么这个行列式就等于两个行列式之和。
(5)一行(列)乘k加到另一行(列),行列式的值不变。 (6)两行成比例,行列式的值为0。 (二)重要行列式
4、上(下)三角(主对角线)行列式的值等于主对角线元素的乘积
5、副对角线行列式的值等于副对角线元素的乘积乘 6、Laplace展开式:(A是m阶矩阵,B是n阶矩阵),则
7、n阶(n≥2)范德蒙德行列式
数学归纳法证明
★8、对角线的元素为a,其余元素为b的行列式的值:
(三)按行(列)展开 9、按行展开定理:
(1)任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和等于行列式的值 (2)行列式中某一行(列)各个元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积之和等于0 (四)行列式公式 10、行列式七大公式: (1)|kA|=kn|A| (2)|AB|=|A|·|B| (3)|AT|=|A| (4)|A-1|=|A|-1 (5)|A*|=|A|n-1
(6)若A的特征值λ1、λ2、……λn,则
(7)若A与B相似,则|A|=|B|
(五)克莱姆法则 11、克莱姆法则:
(1)非齐次线性方程组的系数行列式不为0,那么方程为唯一解
(2)如果非齐次线性方程组无解或有两个不同解,则它的系数行列式必为0 (3)若齐次线性方程组的系数行列式不为0,则齐次线性方程组只有0解;如果方程组有非零解,那么必有D=0。
2 矩阵
(一)矩阵的运算 1、矩阵乘法注意事项:
(1)矩阵乘法要求前列后行一致;
(2)矩阵乘法不满足交换律;(因式分解的公式对矩阵不适用,但若B=E,O,A-1,A*,f(A)时,可以用交换律) (3)AB=O不能推出A=O或B=O。 2、转置的性质(5条) (1)(A+B)T=AT+BT (2)(kA)T=kAT (3)(AB)T=BTAT (4)|A|T=|A| (5)(AT)T=A (二)矩阵的逆 3、逆的定义:
AB=E或BA=E成立,称A可逆,B是A的逆矩阵,记为B=A-1 注:A可逆的充要条件是|A|≠0 4、逆的性质:(5条) (1)(kA)-1=1/k·A-1 (k≠0) (2)(AB)-1=B-1·A-1 (3)|A-1|=|A|-1 (4)(AT)-1=(A-1)T (5)(A-1)-1=A
5、逆的求法:
(1)A为抽象矩阵:由定义或性质求解
(2)A为数字矩阵:(A|E)→初等行变换→(E|A-1) (三)矩阵的初等变换 6、初等行(列)变换定义: (1)两行(列)互换; (2)一行(列)乘非零常数c
(3)一行(列)乘k加到另一行(列)
7、初等矩阵:单位矩阵E经过一次初等变换得到的矩阵。 8、初等变换与初等矩阵的性质:
(1)初等行(列)变换相当于左(右)乘相应的初等矩阵 (2)初等矩阵均为可逆矩阵,且Eij-1=Eij(i,j两行互换);
Ei-1(c)=Ei(1/c)(第i行(列)乘c) Eij-1(k)=Eij(-k)(第i行乘k加到j) ★(四)矩阵的秩
9、秩的定义:非零子式的最高阶数
注:(1)r(A)=0意味着所有元素为0,即A=O (2)r(An×n)=n(满秩)←→ |A|≠0 ←→A可逆;
r(A)<n←→|A|=0←→A不可逆;
(3)r(A)=r(r=1、2、…、n-1)←→r阶子式非零且所有r+1子式均为0。 10、秩的性质:(7条)
(1)A为m×n阶矩阵,则r(A)≤min(m,n) (2)r(A±B)≤r(A)±(B) (3)r(AB)≤min{r(A),r(B)} (4)r(kA)=r(A)(k≠0)
(5)r(A)=r(AC)(C是一个可逆矩阵) (6)r(A)=r(AT)=r(ATA)=r(AAT)
(7)设A是m×n阶矩阵,B是n×s矩阵,AB=O,则r(A)+r(B)≤n
11、秩的求法:
(1)A为抽象矩阵:由定义或性质求解;
(2)A为数字矩阵:A→初等行变换→阶梯型(每行第一个非零元素下面的元素均为0),则r(A)=非零行的行数 (五)伴随矩阵
12、伴随矩阵的性质:(8条)
(1)AA*=A*A=|A|E → ★A*=|A|A-1 (2)(kA)*=kn-1A* (3)(AB)*=B*A* (4)|A*|=|A|n-1 (5)(AT)*=(A*)T (6)(A-1)*=(A*)-1=A|A|-1 (7)(A*)*=|A| n-2·A
★(8)r(A*)=n (r(A)=n); r(A*)=1 (r(A)=n-1); r(A*)=0 (r(A)<n-1) (六)分块矩阵
13、分块矩阵的乘法:要求前列后行分法相同。 14、分块矩阵求逆:
3 向量
(一)向量的概念及运算
1、向量的内积:(α,β)=αTβ=βTα 2、长度定义: ||α||=
3、正交定义:(α,β)=αTβ=βTα=a1b1+a2b2+…+anbn=0
4、正交矩阵的定义:A为n阶矩阵,AAT=E ←→ A-1=AT ←→ ATA=E → |A|=±1