关于线性代数的问题

作者&投稿:典弦 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
线性代数题~

你好、很高兴回答你的问题
这个题不太好想
α1,α2这两个向量与α3无关
这个条件下 α1,α2可能是相关的 但也可能是无关的(这是关键)

如果α1,α2是相关的话,那么α4可以表示成k倍的α1
α3与α1无关 当然α3也和kα1无关(这个也要明白)

但是如果α1,α2是无关的话,就不好说了
给你举个反例
α1=(1 1 1)T
α2=(2 -1 2)T
α3=(1 0 1)T
α4=α1+α2=(3 0 3)T
显然 α3与α4这时线性相关

个人感觉这道题出的有的偏
不太好

特征值为A的倒数,也为正,所以为正定

可逆矩阵
一、 可逆矩阵的定义及性质

定义 3.1 设A ∈Mn (F ), 若存在同阶矩阵 B ,使AB=BA=E ,则称A 为可逆矩阵, B 为A 的逆矩阵,简称为 A 的逆,记为 B= A-1 。

如果A 是可逆矩阵,那么 A 的逆是唯一的。这是因为当 B ,C 都是A 的逆时,有

AB=BA=E=AC=CA ,

B=BE=B (AC )= (BAC=EC=C 。

可逆矩阵的性质:

1 、 =A ;

2 、 如果A 可逆,数λ≠ 0 ,那么 ( A)-1= A-1 ;

3 、 如果A 可逆,那么,A T 也可逆,而且 ( AT )-1=( A-1)T ;

4 、 如果A ,B 皆可逆,那么 AB 也可逆,且(AB) -1=B-1A-1 。

两个n 阶矩阵A 与B 的乘积AB=E 时,一定有BA=E ,从而A ,B 互为逆矩阵。

二、 矩阵的标准形

定义3.2 如果矩阵A 经过有限次行(列)初等变换变为矩阵 B ,就称A 行(列)等价于 B 。如果矩阵A 经过有限次初等变换变为 B ,就称矩阵A 等价于矩阵B ,记为 。

矩阵的行等价(列等价、等价)满足如下定律:

1 自反律 ;

2 对称律 如果 那么 ;

3 传递律 如果 , ,那么, 。

在数学中,把具有上述三条规律的关系称为等价关系。因此矩阵的等价是一种等价关系。

定义3.3 一个矩阵中每个非零行的首元素(指该行第一个非零元素)出现在上一行首元素的右边,同时,没有一个非零行出现在全零行的下方,这样的矩阵称为阶梯形矩阵。

定理3.2 任何一个矩阵 A 都行等价于一个阶梯形矩阵。

定义3.4 一个阶梯形矩阵,如果它的每一非零行的首元素是 1 ,且首元素所在列的其余元素全是零,就称为简化阶梯形矩阵。

定理3.3 任何一个矩阵行等价于一个简化阶梯形矩阵。

定理3.4 任何一个非零矩阵 A ∈Mm × n (F )可经过有限次初等变换化为下面形似的矩阵: = ,

1 ≤r ≤min(m,n), 它称为矩阵A 的标准形。

因此每个矩阵 A 与它的标准形等价。

推论3.5 任意一个非零矩阵 A ∈Mm × n (F ) ,一定存在m 阶可逆阵P 和n 阶可逆阵Q ,使

PAQ= ,

其中 , 是A 的标准形。

推论3.6 设A ,B ∈Mm × n (F ),A 与B 等价的充要条件是 AB 有相同的标准形。

三 用行初等变换求逆矩阵

定理3.7 设A 为n 阶矩阵,下列叙述等价:

1 、 A 是可逆阵;

2 、 A 行等价于单位阵 E ;

3 、A 可表示为一些初等矩阵的乘积。

四 矩阵方程

当A 可逆时可用矩阵的逆求解矩阵方程 AX=B 。设A 为n 阶可逆阵,X ∈ Mm × n (F ), B ∈Mm × n (F ) , 则对AX=B 两边左乘A -1 ,有X= A-1B 。由于A -1 (A ,B )= (E ,A-1 B )而 A-1 可表示为一些初等矩阵的乘积,所以把分块矩阵( A ,B )进行行初等变换时,在把子块 A 变为E 的同时,子块 B 也就变为 A-1 B ,这就是要求的 X 。当然也可以有 A 先求出A -1 ,再作矩阵乘法 A-1B 。

在解矩阵方程 XA=B 时,则要右乘 A-1 ,既X=B A-1 。或者通过解方程 ATX T = BT 。先求出X T ,然后就可以求出 X 。

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