【线性代数】期末速通!

1. 行列式的性质

1.1 求一个行列式的值

特殊地,对角线左下全为0,结果为对角线乘积。行 r 列 c

1.2 性质

  1. 某行(列)加上或减去另一行(列)的几倍,行列式不变
  2. 某行(列)乘 k,等于 k 乘此行列式
  3. 互换两行(列),行列式变号

2. 行列式的计算及应用

见书 P22,P18

2.1 公式应用

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2.2 公式应用

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2.3 性质应用

①两行(列)相同或成比例时,行列式为0

②某行(列)为两项相加减时,行列式可拆成两个行列式相加减

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2.4 求余子式(M)、代数余子式(A)

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2.5 公式应用

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2.6 多个 A 或 M 相加减

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2.7 给一个方程组,判断其解的情况

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3. 矩阵的运算上

3.1 矩阵加减

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3.2 矩阵相乘

前行乘后列

结果行数等于前项,结果列数等于后项

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特殊情况:

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3.3 矩阵取绝对值

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| A ^-1 | = | A | ^-1

行矩阵或者列矩阵的行列式的值就是各个数相乘。

对角矩阵是一个主对角线之外的元素皆为0的矩阵,常写为diag(a1,a2,…,an) 。

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4. 矩阵的运算下

4.1 转置

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先用行乘列,简化运算。

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4.2 证明矩阵可逆

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4.3 求逆矩阵

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A 和 E 同时进行变换。

4.4 公式应用

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4.5 公式应用

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4.6 求矩阵的秩或未知数

对矩阵进行行变换,是下行左端的0比上行多,直到下面行全为0为止。

秩为不全为0的行数。

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一个矩阵(非零)和它的转置矩阵相乘的积的秩为 1。零矩阵时为零。

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5. 向量组与线性空间

5.1 判断某向量是否可以由某向量组线性表示

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5.2 判断某个向量组是否线性相关

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5.3 已知三维向量空间的一组基底,求某一向量在此基底下的坐标

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5.4 求几个行向量的极大无关组

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操作步骤里面只有第一行和第四行做过交换,因此把前面的序号从1,2,3,4变为4,2,3,1

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6. 解方程组

6.1 判断方程组解的情况

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6.2 解方程组(通解)

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第②步:因为秩为3,所以将矩阵的前三行前三列的对角线变为1,其他变为0。

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6.3 求方程组的通解、特解、基础解系

通解即为上述 6.2 中解出的方程组的解。

特解即为将 k 附任意值,得出的解。

基础解系是 k 后面的矩阵:

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6.4 已知某方程组的多个特解,求某齐次方程组的通解

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在这里插入图片描述在这里插入图片描述
X1和X2不成比例就是线性无关。
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6.5 已知某方程组的多个特解,求某非齐次方程组的通解

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通解 = Ax=b 的一个特解 + 导出组的基础解系的线性组合

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6.6 判断解集合中线性无关的解向量个数

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7. 方阵对角化及其应用

7.1 规范正交化

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比如:
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7.2 求矩阵的特征值

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7.3 求矩阵的特征向量

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先求特征值。
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7.4 判断方阵是否与对角阵相似

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

7.5 求方阵对应的对角阵及可逆变换矩阵

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7.6 已知条件,求关于 A 的复杂式子

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8. 二次型

8.1 求二次型对应的系数矩阵

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8.2 把二次型化成标准型

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8.3 把二次型化成规范形

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8.4 用配方法把二次型化成标准型

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8.5 判断二次型的正定性

系数矩阵的顺序主子式均大于 0 时,该二次型正定。

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8.6 二次型为正定的等价条件

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满足任意一条即可。

9. 其他题型

9.1 化为最简形矩阵

行最简型:①画楼梯②非零行首个一(也就是阶梯处)所在的列其他数都为零

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此题型有时答案可能不唯一。
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(A矩阵的逆可以理解为 1 / A)

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9.2 判断一个矩阵是否可逆

证明一个矩阵可逆的方法有5种:

(1)看这个矩阵的行列式值是否为0,若不为0,则可逆;
(2)看这个矩阵的秩是否为n,若为n,则矩阵可逆;
(3)定义法:若存在一个矩阵B,使矩阵A使得AB=BA=E,则矩阵A可逆,且B是A的逆矩阵;
(4)对于齐次线性方程AX=0,若方程只有零解,那么这个矩阵可逆,反之若有无穷解则矩阵不可逆;
(5)对于非齐次线性方程AX=b,若方程只有特解,那么这个矩阵可逆,反之若有无穷解则矩阵不可逆。

9.3 判断矩阵是否相似合同

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9.4 矩阵消去律

消去左矩阵需要左矩阵满秩,消去右矩阵需要右矩阵满秩。
矩阵消去律详解

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