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【线性代数】矩阵的乘法与求逆

矩阵乘法的几种种表示方法

1、一般形式

AB=CCij=Kk=1aikbkj

2、矩阵与列向量相乘

[1234][1234]=[7101522][1234][13]=[715][1234][24]=[1022]

3、矩阵与行向量相乘

[1234][1234]=[7101522][12][1234]=[710][34][1234]=[1522]

4、矩阵分块相乘

A1=B1=[1111],A2=B2=[2222]A3=B3=[3333],A4=B4=[4444]A=[A1A2A3A4],B=[B1B2B3B4]AB=[A1B1+A2B3A1B2+A2B4A3B1+A4B3A3B2+A4B4]

矩阵的逆

对于方阵,左逆=右逆

A1A=I

原矩阵乘以其逆矩阵得到单位矩阵

判断是否可逆的几种方法:

  • 行列式为0

  • 单位矩阵的各列是矩阵各列的线性组合

  • 下式成立时,矩阵A不可逆:

    AX=0,

    其中X不是零向量。

    证明:

    A1AX=A10

    X=0与假设矛盾,说明A不可逆。


矩阵求逆(高斯-若尔当消元法)

假设矩阵为A:

A=[1327]

消元过程如下

[13102701][A|I][13100121][10730121][I|A1]

通过消元,我们将矩阵A变成了单位矩阵I,则与此同时,矩阵I变成了A的逆矩阵证明如下:

E[A|I]=[EA|EI]=[I|E]=[I|A1]EA=IE=A1EI=E=A1
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