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文檔簡介

1、復習重點:第一部分行列式1 .排列的逆序數(P.5例4;P26第2、4題)2 .行列式按行(列)展開法則(P.21例13;P28第9題)3 .行列式的性質及行列式的計算(P.27第8題)第二部分矩陣1 .矩陣的運算性質2 .矩陣求逆及矩陣方程的求解(P.56第17、18題;P78第5題)3 .伴隨陣的性質(P.41例9;P56第23、24題;P.109第25題)、正交陣的性質(P.116)4 .矩陣的秩的性質(P.69至71;P100例13、14、15)第三部分線性方程組1 .線性方程組的解的判定(P71定理3;P.77定理4、5、6、7),帶參數的方程組的解的判定(P.75例13;P80第1

2、6、17、18題)2 .齊次線性方程組的解的結構(基礎解系與通解的關系)3 .非齊次線性方程組的解的結構(通解)第四部分向量組(矩陣、方程組、向量組三者之間可以相互轉換)1 .向量組的線性表示2 .向量組的線性相關性3 .向量組的秩第五部分方陣的特征值及特征向量1 .施密特正交化過程2 .特征值、特征向量的性質及計算(P.120例8、9、10;P.135第7至13題)3 .矩陣的相似對角化,尤其是對稱陣的相似對角化(P.135第15、16、19、23題)要注意的知識點:線性代數1、行歹U式1. n行列式共有n2個元素,展開后有n!項,可分解為2n行列式;2. 代數余子式的性質:、Aj和a的大小

3、無關;、某行(列)的元素乘以其它行(列)元素的代數余子式為0;、某行(列)的元素乘以該行(列)元素的代數余子式為A;3. 代數余子式和余子式的關系:Mj=(-1戶與Aj=(T產Mj4. 行列式的重要公式:、主對角行列式:主對角元素的乘積;副對角行列式:副對角元素的乘積上、下三角行列式(和,:副對角元素的乘積拉普拉斯展開式:n(nV)父(-1);:主對角元素的乘積;x(-1)2;=AB、=(-1)mnA|B、范德蒙行列式:大指標減小指標的連乘積;、特征值5. 證明A=0的方法:、A=A;、反證法;、構造齊次方程組Ax=0,證明其有非零解;、利用秩,證明r(A)<n;、證明0是其特征值;2、

4、矩陣1. A是n階可逆矩陣:u,A#0(是非奇異矩陣);。r(A)=n(是滿秩矩陣)WA的行(列)向量組線性無關;之齊次方程組Ax=0有非零解;aVbWRn,Ax=b總有唯一解;UA與E等價;UA可表示成若干個初等矩陣的乘積;UA的特征值全不為0;aATA是正定矩陣;UA的行(列)向量組是Rn的一組基;UA是Rn中某兩組基的過渡矩陣;2. 對于n階矩陣A:AA*=A*A=AE無條件恒成立;111TT1TT*3. (A工)=(A尸(AA)T=(AT尸(A)T=(At)TTT*_1_1_1(AB)T=BtAt(AB)=BA(AB)=BA4. 矩陣是表格,推導符號為波浪號或箭頭;行列式是數值,可求代

5、數和;5. 關于分塊矩陣的重要結論,其中均A、B可逆:a'若八=A2.一,則:<A)I、A=A|A2A;IA)、卜OfA-OOB)<OB)oOArfOB-''lBO)BO)A''AC/l'At-ACB、If=11©BJ(OB-JAi'AO子,A-O”、I:=l【1】FBj(-B七A-B3、矩陣的初等變換與線性方程組1. 一個mxn矩陣A,總可經過初等變換化為標準形,其標準形是唯一確定的:色O)f=i1;I。等價類:所有與A等價的矩陣組成的一個集合,稱為一個等價類;標準形為其形狀最簡單的矩陣;對于同型矩陣A、B,若r(

6、A)=r(B)uAgB;2 .行最簡形矩陣:、只能通過初等行變換獲得;、每行首個非0元素必須為1;、每行首個非0元素所在列的其他元素必須為0;3 .初等行變換的應用:(初等列變換類似,或轉置后采用初等行變換)r若(A,E)g(E,X),則A可逆,且X=A-;c、對矩陣(A,B)做初等行變化,當A變為E時,B就變成A'B,即:(A,B)(E,A'B);r、求解線形方程組:對于n個未知數n個方程Ax=b,如果(A,b)g(E,x),則A可逆,且x=A%;4 .初等矩陣和對角矩陣的概念:、初等矩陣是行變換還是列變換,由其位置決定:左乘為初等行矩陣、右乘為初等列矩陣;、A=%,左乘矩陣

7、A,入乘A的各行元素;右乘,1乘A的各列元素;、對調兩行或兩列,1符號E(i,j),且E(i,j)-=E(i,j),例如:1如:乘某行或某列,符號E(i(k),且k:0),行或某列,符號E(ij(k),且一1一E(ij(k)-=E(ij(-k),-ki(k00);1,5 .矩陣秩的基本性質:、0<r(Amjn)<min(m,n);、r(At)=r(A);、若AgB,則r(A)=r(B);、若P、Q可逆,則r(A)=r(PA)=r(AQ)=r(PAQ);(可逆矩陣不影響矩陣的秩)、max(r(A),r(B)<r(A,B)<r(A)+r(B);(X)、r(A+B)<r

8、(A)+r(B);(X)、r(AB)<min(r(A),r(B);(X)、如果A是mxn矩陣,B是nxs矩陣,且AB=0,則:()I、B的列向量全部是齊次方程組AX=0解(轉置運算后的結論);n、r(A)r(B)_n、若A、B均為n階方陣,則r(AB)>r(A)+r(B)-n;6 .三種特殊矩陣的方哥:、秩為1的矩陣:一定可以分解為列矩陣(向量)M行矩陣(向量)的形式,再采用.5-二律合士口幺一型a1如cb的矩陣:利用二項展開式,1OO.、利用特征值和相似對角化:7.伴隨矩陣:nr(A)=n、伴隨矩陣的秩:r(A*)=,1r(A)=n1;|0r(A):::n-1、伴隨矩陣的特征值:

9、A*x*A(AX=X,A=AA-AX=X);/u/u、A=AA4、8 .關于A矩陣秩的描述:ami,aiia2iX1"am2X2anmXn二bna12a22alna2n一AX_b(向量方程,A為mxn矩陣,m個方程,amiam2amn、r(A)=n,A中有n階子式不為0,n+1階子式全部為0;(兩句話)、r(A)<n,A中有n階子式全部為0;、r(A)>n,A中有n階子式不為0;9 .線性方程組:Ax=b,其中A為mxn矩陣,則:、m與方程的個數相同,即方程組Ax=b有m個方程;、n與方程組得未知數個數相同,方程組Ax=b為n元方程;10 .線性方程組Ax=b的求解:、對

10、增廣矩陣B進行初等行變換(只能使用初等行變換);、齊次解為對應齊次方程組的解;、特解:自由變量賦初值后求得;11.由n個未知數m個方程的方程組構成n元線性方程:aiiXiai2x2-»ainXn=bD、a2iXia22X2$、Ya2nXn未知數)ai=p(全部按列分塊,其中p=髏n/aiXi+a2x2+anXn=P(線性表出)、有解的充要條件:r(A)=r(A,P)Wn(n為未知數的個數或維數)4、向量組的線性相關性1. m個n維列向量所組成的向量組A:oti,a:2,,%構成nm矩陣A=(5,(/2,m);甲BTm個n維行向量所組成的向量組B:轉,空,空構成mMn矩陣B=2;含有有

11、限個向量的有序向量組與矩陣一一對應;2 .、向量組的線性相關、無關uAx=0有、無非零解;(齊次線性方程組)、向量的線性表出WAx=b是否有解;(線性方程組)、向量組的相互線性表示uAX=B是否有解;(矩陣方程)3 .矩陣Am而與B1/行向量組等價的充分必要條件是:齊次方程組Ax=0和Bx=0同解;(Pioi例14)4 .r(ATA)=r(A);(Pioi例15)5 .n維向量線性相關的幾何意義:、0線性相關U口=0;、8P線性相關u口,P坐標成比例或共線(平行);、a,P,T線性相關ua,P,Y共面;6 .線性相關與無關的兩套定理:若5«2;:Ots線性相關,則5&2,a平

12、心線性相關;若出色,,3s線性無關,則必,62,Us2必線性無關;(向量的個數加加減減,二者為對偶)若r維向量組A的每個向量上添上n_r個分量,構成n維向量組B:若A線性無關,則B也線性無關;反之若B線性相關,則A也線性相關;(向量組的維數加加減減)簡言之:無關組延長后仍無關,反之,不確定;7 .向量組A(個數為r)能由向量組B(個數為s)線性表示,且A線性無關,則r<s;向量組A能由向量組B線性表示,則r(A)<r(B);向量組A能由向量組B線性表示UAX=B有解;Mr(A)=r(A,B)向量組A能由向量組B等價yr(A)=r(B)=r(A,B)8 .方陣A可逆U存在有限個初等矩

13、陣P,P2,,R,使人=即巴;r、矩陣行等價:ABuPA=B(左乘,P可逆)uAx=0與Bx=0同解c、矩陣列等價:ABuAQ=B(右乘,Q可逆);、矩陣等價:ABuPAQ=B(P、Q可逆);9 .對于矢I陣Am減與B1“、若A與B行等價,則A與B的行秩相等;、若A與B行等價,則Ax=0與Bx=0同解,且A與B的任何對應的列向量組具有相同的線性相關性;、矩陣的初等變換不改變矩陣的秩;、矩陣A的行秩等于列秩;10 .若Am>sBs>n=Cm而,貝U:、C的列向量組能由A的列向量組線性表示,B為系數矩陣;、C的行向量組能由B的行向量組線性表示,AT為系數矩陣;(轉置)11 .齊次方程組

14、Bx=0的解一定是ABx=0的解,考試中可以直接作為定理使用,而無需證明;、ABx=0只有零解二Bx=0只有零解;、Bx=0有非零解=ABx=0一定存在非零解;12 .設向量組Bn簧:b,b2,,br可由向量組An*:a,a2,,a,線性表示為:(bi,b2,,br)=(a1,a2,,a$)K(B=AK)其中K為sr,且A線性無關,則B組線性無關Ur(K)=r;(B與K的列向量組具有相同線性相關性)(必要性:r=r(B)=r(AK)-<r(K),r(K)<r,.r(K)=r;充分性:反證法)注:當r=s時,K為方陣,可當作定理使用;13 .、對矩陣Am笈,存在Qn淅,AQ=EmUr

15、(A)=m、Q的列向量線性無關;、對矩陣An然,存在Pn刈,PA=En=r(A)=n、P的行向量線性無關;14 .口。2,,cts線性相關u存在一組不全為0的數ki,k2,ks,使得kM+k20(2+一十ksS=0成立;(定義)2、仁(0,0;:&)x2=0有非零解,即Ax=0有非零解;/sJura%,a)<s,系數矩陣的秩小于未知數的個數;15 .設mxn的矩陣A的秩為r,則n元齊次線性方程組Ax=0的解集S的秩為:r(S)=n-r;16 .若"為Ax=b的一個解,。士,口工為Ax=0的一個基礎解系,則刈*匕,匕,,等上線性無關;5、相似矩陣1 .T1. 正交矩陣aata=e或a=a(定義),性質:1 i=j、A的列向量都是單位向量,且兩兩

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