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高等数学之初等变换初等矩阵思维导图

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坤坤脑残粉 浏览量:302023-02-23 19:26:43
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高等数学之初等变换初等矩阵思维导图包含以下知识点:1.矩阵初等行变换,即初等倍乘、初等互换、初等倍加。

2.初等矩阵/的定义和分类,包含倍乘初等矩阵、互换初等矩阵、倍加初等矩阵。

3.等价矩阵/的概念,和矩阵的等价标准型。

4.初等矩阵/与初等变换的性质,如初等矩阵的转置、可逆性、行互换后的逆还是自己、倍乘变换后的逆为倒数、倍加变换后的逆为相反数等。

5.用初等矩阵进行矩阵的变换,包含左乘和右乘,能得到对应的矩阵初等行列变换。

6.定理:一个矩阵可通过与初等矩阵变换后的矩阵相乘,得到相对应的变换后矩阵,矩阵A可逆的充分必要条件是他能表示成一些初等矩阵的乘积。

7.行阶梯矩阵/和行最简矩阵,行最简矩阵是行阶梯矩阵的一种特殊形式,即每个非零行的主元都是1,且主元所在的列的其他元素都是0。

初等变换和初等矩阵思维导图的知识点包含初等变换的三种类型,如初等倍乘、初等互换、初等倍加。初等矩阵由单位矩阵经过一次初等变换得到,共有三类,分别是倍乘初等矩阵、互换初等矩阵、倍加初等矩阵,对于矩阵的可逆性和等价矩阵的概念,初等矩阵与初等变换的性质,可以用初等矩阵进行矩阵的变换,得到对应的矩阵初等行列变换。定理告诉我们:一个矩阵可通过与初等矩阵变换后的矩阵相乘,得到相对应的变换后矩阵,矩阵A可逆的充分必要条件是他能表示成一些初等矩阵的乘积,最后介绍了行阶梯矩阵和行最简矩阵,行最简矩阵是行阶梯矩阵的一种特殊形式。

思维导图大纲

高等数学之初等变换初等矩阵思维导图模板大纲

矩阵初等行变换

设A是mxn矩阵

1.用非零常数k(k!=0)乘A的某行(列)的每个元素

初等倍乘

2.互换A的某两行(列)的位置

初等互换

3.将A的某行(列)元素的k倍加到另一行(列)

初等倍加

初等矩阵

由单位矩阵经过一次初等变换得到的矩阵称为初等矩阵,分别为

倍乘初等矩阵 E(i(k))

E指所在单位矩阵E,k是乘的系数,i是乘的某一行(列),即E的第i行(列)乘以k倍

互换初等矩阵E(i,j)

由单位阵E的第一,二行(或一二列)互换得到的矩阵

倍加初等矩阵E(ij(k))

表示由单位矩阵E的第i行的k倍,加到第三行得到的矩阵,列变化时为第j列的k倍加到第i列得到的矩阵

等价矩阵

矩阵A经过有限次初等变换变成矩阵B,则称A与B等价,记为A~=B 若A ~= [E o] 称后者为A的等 [o o] 价标准型

初等矩阵与初等变换的性质

初等矩阵转置仍为初等矩阵

初等矩阵均是可逆矩阵,且其逆矩阵仍是初等矩阵

E(i,j)^-1 = E(i,j)

初等矩阵行互换后的逆还是自己

E(i,j)^-1 = E(i,j)

E(i(k))^-1 = E(i(1/k))

初等矩阵倍乘变换后的逆为倍乘项的倒数

E(i(k))^-1 = E(i(1/k))

E(ij(k))^-1 = E(ij(-k))

初等矩阵倍加变换之后的逆^-1为其对应倍加项的相反数

E(ij(k))^-1 = E(ij(-k))

[1 0 0] [1 0 0] [2 1 0] ^-1=[-2 1 0] [0 0 1] [0 0 1]

用初等矩阵P左乘(右乘)A,其结果PA(AP),相当于对A作相应的初等行(列)变换

初等矩阵P左乘矩阵A,其乘积PA就是矩阵A作一次与P同样的行变换,右乘为列变换

[1 0] [1 2] = [ 1 2] [0 -1] *[3 4] [-3 -4 ]

这里P对最后一行乘了-1,所以对应的A也乘了-1

倍乘,倍加,转换同理

如果是AP则是对应的列变换

定理可得一个矩阵A可通过与初等矩阵变换后的矩阵相乘,得到相对应的变换后矩阵B

类似于 A 变换得到 ->B

B = P1P2...PtA

矩阵A可逆的充分必要条件是它能表示成一些初等矩阵的乘积

Pt...P2P1A = E

行阶梯矩阵,行最简矩阵

行阶梯矩阵

如果矩阵中有0行(即这一行元素全是0),则0行在矩阵的底部

每个非零行的主元(即该行最左边的第一个非零元),它们的列指标随着行指标的递增而严格增大,该列其下方的元素都为0

[1 2 0 3] [0 1 -1 5] [0 0 0 6]

列有值长度依次递增,当然不一定每一次都差1,阶梯型即可

行最简矩阵

行阶梯矩阵如果满足非零行的主元都是1,且主元所在的列的其他元素都是0,则称为行最简矩阵 注意,主元所在的列都要为0

[1 0 -1 0] [0 1 2 0] [0 0 0 1]

思维导图模板大纲

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