(1/8) 矩阵的加法
(1)定义 设 和
是
的矩阵,A与B的加法(或称和),记作A + B ,规定为:
注:只有当两个矩阵是同型矩阵时,这两个矩阵才能进行加法运算 (2)加法的运算法则 (i)
(ii)
(3)矩阵减法 设矩阵
,记
,
称为矩阵A的负矩阵,显然有
由此规定矩阵的减法为
即:
(2/8) 矩阵数乘
(1)定义 数与矩阵
的乘积(称之为数乘),记作
或
,规定为
(2)数乘矩阵的运算规律 (i)
(ii)
(iii)
(3/8) 矩阵与矩阵相乘
(1)定义 设是一个
矩阵,
是一个
矩阵,那么规定矩阵A与矩阵B的乘积为一个
的矩阵
,其中
. 并把此乘积记作
注:(i)只有在左矩阵A的列数和右矩阵B的行数相等时,才能定义乘法AB; (ii)矩阵C=AB的行数是A的行数,列数则是B的列数; (iii)矩阵C=AB在
位置上的元素等于A的第
行元素与B的第
列对应元素的乘积之和。 (2)矩阵的幂 设
是
阶矩阵,定义:
, 其中,
是正整数;特别规定
. 由于乘法成立分配律结合律,有
,
(3)矩阵相乘的注意事项 (i)矩阵乘法一般没有交换律,即
,若对于两个n阶方阵A、B,
,则称A与B是可交换的; (ii)不可将关于数的代数恒等式或命题等价到矩阵相乘,例如,设A,B,C均为n阶方阵,则
;
;
(k为自然数);
上述关系当且仅当矩阵A与B可交换才成立; (iii)
不是一定有
或
;若
,而
,不能得出
;矩阵
,但
有可能成立。 (4)矩阵相乘的运算法则 (i)
(ii)
(其中
为数) (iii)
,
(5)重要公式
(4/8) 矩阵转置的运算规律
(1); (2)
; (3)
是常数; (4)
例题:设列矩阵
满足
,E为n阶单位阵,
,证明H是对称阵,且
。 证明过程如下:
所以H是对称阵。
(5/8) 方阵的行列式的运算规律
(1) (2)
(3)
注:对于n阶矩阵A,B一般来说
,但总有
(6/8) 共轭矩阵的运算规律
(1) (2)
(3)
(7/8) 关于伴随矩阵的运算规律
(1)设A是n阶方阵,是A的伴随矩阵,则
(2)
(3)
(4)
; (5)
(6)若A可逆,则
(8/8) 分块矩阵的运算法则
(1)定义 矩阵分块是将矩阵用任意的横线和纵线切开,例如 ,下面给出它的三种分法, (i)
;令
,
,
,
,则
。 (ii)
;令
,
,
,
,
,
。 则
。 (iii)
。令
,
,
,
,则
。 (2) 关于分块矩阵的运算法则 (i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
(vi) 如果AB=C,其中A是
矩阵,B是
矩阵,那么对矩阵B,C按行分块有
可见矩阵AB行向量
可由B的行向量
线性表出。 类似的,对矩阵A,C按列分块,有
即
说明矩阵AB的列向量
可由A的列向量
线性表出。
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