矩阵小总结

矩阵:在线性代数中,矩阵就是以行和列形式组织的矩形数字块。向量是标题的数组,矩阵是向量的数组。

 

方阵:行数和列数相同的矩阵

 

对角矩阵:所有非对角线元素都为0的方阵

 

单位矩阵:对角线元素为1,其它元素为0的对角矩阵。

 

转置:矩阵M沿着对角线翻折,即MijT=Mji,记为MT

  2条引理:

  1. 对于任意矩阵M,有(MT)T=M

  2. 对于任意对角矩阵,都有DT=D

 

矩阵乘法:矩阵A的列数等于矩阵B的行数时,乘法AB才有意义。

  注意事项:

  1. 任意矩阵M乘以方阵S,都将得到与原矩阵大小相同的矩阵。若S为单位矩阵,则结果将是原矩阵,即:MI=IM=M

  2. 矩阵乘法不满足交换律,即:AB!=BA

  3. 矩阵乘法满足结合律,即:(AB)C=A(BC)

  4. 矩阵乘法也满足与标量或向量的结合律,即:(kA)B=k(AB)=A(kB)    (vA)B=v(AB)

  5. 矩阵积的转置相当于先转置矩阵然后以相反的顺序乘:(AB)T=BTAT

  6. 矩阵,向量乘法满足对向量加法的分配律。对于向量v,w和矩阵M,有:(v+w)M=vM+wM

 

余子式:记为M{ij},表示从M中除去第i行和第j列后剩下的矩阵。

 

代数余子式:cij=(-1)i+j|M{ij}|,表示M的第i行,第j列元素的代数余子式。注意余子式是一个矩阵,而代数余子式是一个标量。

 

行列式:从矩阵中任意选择一行或一列,对该行或列中的每个元素,都乘以对应的代数余子式。这些乘积的和就是矩阵的行列式。

  行列式的性质:

  1. 矩阵积的行列式等于矩阵行列式的积:|AB|=|A||B|

  2. 矩阵转置的行列式等于原矩阵的行列式:|MT|=|M|

  3. 如果矩阵的任意行或列全为零,那么它的行列式等于零

  4. 交换矩阵的任意两行或两列,行列式变负。

  5. 任意行或列的非零积加到另一行或列上不会改变行列式的值。

 

伴随矩阵:M的“标准伴随矩阵”记作"adj M",定义为M的代数余子式的转置矩阵。

 

矩阵的逆:记为M-1,满足MM-1=M-1M=I。求法: M-1=adjM/|M|

  如果一个矩阵有逆矩阵,那么称为可逆的或非奇异的。否则称为不可逆的或奇异矩阵。奇异矩阵的行列式为零,非奇异矩阵的行列式不为零,所以检测矩阵的行列式是不为零是判断矩阵是否可逆的有效方法。此外,对于任意可逆矩阵M,当且仅当v=0时,vM=0

  性质:

  1. 如果M是非奇异矩阵,则该矩阵的逆的逆等于原矩阵:(M-1)-1=M

  2. 单位矩阵的逆是它本身:I-1=I

  3. 矩阵转置的逆等于它的逆的转置:(MT)-1=(M-1)T

  4. 矩阵乘积的逆等于矩阵的逆的相反顺序的乘积:(AB)-1=B-1A-1

 

正交矩阵:若方阵M是正交的,则当且仅当M与它转置MT的乘积等于单位矩阵,即: M正交<=>MMT=I<=>MT=M-1

  若一个矩阵是正交的,它必须满足下列条件:

  1. 矩阵的每一行都是单位向量。

  2. 矩阵的所有行互相垂直。

  对于矩阵的列也得到类似条件。因此有:如果M是正交的,则MT也是正交的。

 

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posted @ 2016-07-07 14:57  孤独の巡礼  阅读(857)  评论(0编辑  收藏  举报