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文档简介

4.2 矩阵的初等行变换,一、矩阵的初等行变换,三、逆矩阵的概念,四、逆矩阵的求法,二、矩阵的秩,目标,记清矩阵的三种初等行变换并会用,会恰当用初等行变换,掌握逆矩阵的概念、逆矩阵所满足的 运算律,理解秩的概念,会用矩阵的初等行变换求逆矩阵、秩,重点,逆矩阵的概念及求法,难点,准确求逆矩阵,4.2 矩阵的初等行变换,一、矩阵的初等变换,(一)下列三种变换,称为矩阵的初等行变换:,1.交换矩阵的两行;,2.用一非零常数乘矩阵的某行;,3.用常数乘矩阵的某行, 加到其它的行上。,例如,1.定义 满足以下条件的矩阵称为行阶梯形矩阵,简 称阶梯形矩阵: (1)矩阵的零行(若存在)在矩阵的最下方; (2)各个非零行的第一个非零元素的列标随着行标 的增大而严格增大,(二)行阶梯形矩阵和行简化阶梯形矩阵,例如,矩阵,和,都是阶梯形矩阵。,一、矩阵的初等变换,如果行阶梯形矩阵还满足以下条件,称为行简化阶梯形矩阵: (1)各非零行的第一个非零元素都是; (2)所有第一个非零元素所在列的其余元素都是,2.行简化阶梯形矩阵,例如, 矩阵,和,是行简化阶梯阵,定理 任何矩阵,经过一系列初等行变换可化成阶梯形矩阵,也可化成行简化阶梯形矩阵,一、矩阵的初等变换,例1 将,化成简化行阶梯阵。,过程见教材例1,结果为:,注意:矩阵的行简化阶梯形矩阵是惟一的,而矩阵的阶梯形矩阵并不是惟一的,但是一个矩阵的阶梯形矩阵中非零行的个数是惟一的.矩阵的这一特征是矩阵重要的数字特征,一、矩阵的初等变换,二、矩阵的秩,1.定义 矩阵A的阶梯形矩阵中非零行的个数,称为矩阵A的秩,记作秩(A)或r(A) 由定义可知求矩阵的秩,只需把它化为阶梯形矩阵,阶梯形矩阵中非零行的个数,就是矩阵的秩,2.求法 化为阶梯形阵,非零行的个数,就是矩阵的秩,例2 求,与,对于任意矩阵,都有,4.满秩矩阵,若n阶方阵A的秩等于n, 则称A是满秩的,或非奇异阵。,定理:任何满秩矩阵经过初等行变换均能化为单位阵。,定理:方阵可逆的充要条件是其为满秩阵,例3 判断下列矩阵是否可逆?,A可逆,B不可逆。,二、矩阵的秩,(或称 的逆);,其中 为 的倒数,则矩阵 称为 的逆矩阵.,三、逆矩阵的概念,引入:在数的运算中,,当数 时,有,在矩阵的运算中,,单位阵 相当于数的乘法运算中,的1,,如果存在一个矩阵 ,使得,例4 设,设n阶方阵A,若存在n阶方阵B,使得ABBAE,则称 B 为 A 的逆矩阵,称 A 是可逆阵。,事实上,若ABBAE成立,则A与B互为可逆矩阵。,1.逆矩阵的定义,三、逆矩阵的概念,例5,矩阵,就无逆矩阵 。,例6,矩阵,的逆矩阵为,三、逆矩阵的概念,2.定理,若A可逆,则,是唯一的。,3.运算律,若A可逆,数k 不为0,则,三、逆矩阵的概念,四、逆矩阵的求法,初等变换法:,例7 求例3中矩阵A的逆矩阵。,小 结,1. 逆矩阵、逆矩阵运算律,3.

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