基于一些特殊分块矩阵的行列式的研究
分块矩阵的行列式
分块矩阵的行列式1. 介绍分块矩阵是一种特殊的矩阵结构,由多个矩阵组合而成。
它的主要特点是将大的矩阵分解为较小的子矩阵,通过对这些子矩阵的运算来推导整个矩阵的性质。
在线性代数中,行列式是矩阵的一个重要概念,可以用来判断矩阵是否可逆,计算矩阵的特征值等。
本文将重点介绍如何计算分块矩阵的行列式。
2. 分块矩阵的定义分块矩阵可以看作是由多个子矩阵组合而成的一个大矩阵,其中每个子矩阵可以是一个矩阵或者是一个标量。
分块矩阵通常可以表示为以下形式:$$ A = \\begin{pmatrix} A_{11} & A_{12} & A_{13} \\\\ A_{21} & A_{22} &A_{23} \\\\ A_{31} & A_{32} & A_{33} \\\\ \\end{pmatrix} $$上述矩阵中的A ij可表示为子矩阵或者标量,每个子矩阵的形状可以不同。
根据子矩阵的位置和性质,分块矩阵可以分为多种类型,如对角分块矩阵、上三角分块矩阵、下三角分块矩阵等。
3. 分块矩阵的行列式计算方法对于分块矩阵,行列式的计算可以通过逐个计算子矩阵的行列式得到。
具体地,对于上述示例中的矩阵A,它的行列式可以计算为:$$ |A| = |A_{11}| \\cdot |A_{22} - A_{21}A_{11}^{-1}A_{12}| \\cdot |A_{33} -A_{31}A_{11}^{-1}A_{13} - A_{32}A_{22}^{-1}A_{21} + A_{31}A_{11}^{-1}A_{12}A_{22}^{-1}A_{21}| $$上述公式中,|A11|表示A11的行列式,A22−A21A11−1A12表示Schur补。
通过逐个计算子矩阵的行列式并按照公式相乘的方式,可以得到整个分块矩阵的行列式。
4. 适用性和优势分块矩阵的行列式计算方法适用于具有特殊结构的矩阵,比如对称矩阵、三对角矩阵等。
求一些特殊类型分块矩阵的行列式
2020.32科学技术创新矩阵在数学的很多学科上例如线性代数、线性规划、组合数学等有着重要的使用价值,此外,在实际生活中的很多问题也可以抽象成矩阵进行表述和运算,因此矩阵的运算以及矩阵的应用,都值得我们去深入研究。
当矩阵的行的个数和列的个数都比较多时,这时研究矩阵的计算过程会有些复杂,为了让我们更清楚阶数更高的矩阵的结构,为了简化其运算,我们可以通过把高阶矩阵采用分块的形式来达到我们的目的,从而使有关矩阵的理论问题和实际问题都变得更加容易,这时就体现出了分块矩阵的重要性。
矩阵分块,就是把一个行数列数较多的矩阵看做是由一些小的矩阵组成。
就如矩阵的元素(数)一样,特别是在运算中,可以把这些小矩阵算作数一样处理。
把矩阵分块后再进行相应的运算会更加方便,因为利用矩阵的分块可以更加清楚矩阵间的某些联系,使得计算非常方便,方法容易总结,是处理级数较高的矩阵时常采用的方法。
定理1如果n 阶方阵p 可以分块为p=A BC D(),其中A ,D是均为方阵,且R (A )=r ,R (D )=n-r ,B 是r ×(n-r )矩阵,(n-r )×r 是矩阵。
则有如下结论:(1)当矩阵A 可逆时,有:(2)当矩阵D 可逆时,有:定理2设是M=A BC D()一个2n 级分块矩阵,其中A ,B ,C ,D都是n 阶方阵,则有结论如下:当矩阵A 可逆时AC=CA ,|M|=|AD-CB|当矩阵D 可逆时AB=BA ,|M|=|DA-CB|证明:设M=A BC D()是一个2n 级分块矩阵,其中A ,B ,C ,D都是n 阶方阵,当矩阵A 可逆时AC=CA ,|M|=|AD-CB|证明:因为矩阵A 可逆,所以A -1存在又因为AC=CA由于且得,即例1计算矩阵P 的行列式,分析:观察该行列式发现除对角元素外,其余元素都相同,所以可以用加边法升阶后对行列式进行化简,对化简后的矩阵再进行分块计算出行列式结果。
分块矩阵的行列式算法
分块矩阵的行列式算法矩阵是线性代数中的基本概念之一。
矩阵可以用来表示线性方程组,也可以用来表示线性映射。
在实际应用中,矩阵的大小通常很大,因此对于矩阵的求解、转置、乘法等操作,需要使用高效的算法来保证计算的速度。
分块矩阵是一种特殊的矩阵,它由多个子矩阵组成,每个子矩阵也可以被看做是一个矩阵。
分块矩阵通常用于解决大规模矩阵计算的问题,通过对分块矩阵进行分块操作,可以将矩阵乘法运算拆分成多个小的矩阵乘法运算,从而提高了计算效率。
在分块矩阵上计算行列式的问题,是目前的研究热点之一。
本文将介绍一种基于分块矩阵的行列式计算算法。
行列式是一个标量,它用来表示一个矩阵的特征。
行列式可以用来判断矩阵是否可逆,也可以用来计算一个矩阵的逆矩阵。
行列式的计算方法通常使用递推算法或者数学归纳法。
对于一个n阶行列式,它可以表示为一个n个元素的排列P的符号函数乘以所有元素的积的和,即:|A| = ∑(-1)^P(n)∏a(i,p(i))其中,P(n)表示n个元素的排列P的符号函数。
如果P(n)为正,则为奇排列;如果P(n)为负,则为偶排列。
a(i,p(i))表示矩阵A中第i行第p(i)列的元素。
分块矩阵的行列式计算是一种基于矩阵分块的行列式计算方法。
该方法通过将矩阵分成多个块,在每个块上分别计算行列式,最后通过合并得到整个矩阵的行列式。
对于一个分块矩阵A,它可以表示为:A = [A11 A12 (1)A21 A22 (2)...Ak1 Ak2 ... Akk]其中,Aij表示矩阵A的第i个块的第j个元素。
A = [A11 A12A21 A22]那么A的行列式可以表示为:我们可以使用余子式的定义来计算块矩阵的行列式,即将每个小块的行列式作为余子式,最后进行合并。
在计算行列式时,我们通常使用高斯消元法或LUP分解法来将矩阵转变为上三角矩阵,从而使计算更加简单。
在分块矩阵上计算行列式时也可以使用这些方法。
使用高斯消元法时,我们需要将每个块的对角线元素都消为1,因此需要对每个小块进行LU分解。
四块分块矩阵的行列式值
四块分块矩阵的行列式值在数学中,矩阵是一个非常重要的概念,是线性代数中的基础,广泛应用于各个领域。
而矩阵的行列式则是矩阵的一个重要的属性,它是矩阵的一个实数值,经常用来描述线性变换后空间的变化。
在这里,我们主要讨论一种特殊的矩阵:四块分块矩阵的行列式值。
四块分块矩阵是一种由四个形状相同的子矩阵组成的大矩阵,这四个子矩阵的大小均为n x n。
设四块分别为A,B,C,D,整个矩阵记为M,那么四块分块矩阵可以表示为:M =(A B)(C D)其中,A,B,C,D均为n x n的方阵。
矩阵的行列式值是由每行每列的元素按一定规律运算而得出的一个实数。
这个规律就是著名的拉普拉斯展开定理。
拉普拉斯展开定理告诉我们,一个矩阵的行列式值可以通过其中任意一行或一列的元素来计算。
而四块分块矩阵的行列式值同样可以通过利用拉普拉斯展开定理来计算。
具体来说,我们可以以第一行或第一列作为展开的基准,进行分类讨论,分别计算出四个小矩阵的行列式值,然后再套用拉普拉斯展开定理进行计算,最终得出整个矩阵的行列式值。
这里,我们以第一行为基准,进行分类讨论。
首先,我们将四块分块矩阵M展开为:$$M=\begin{bmatrix}a_{11}&a_{12}&\cdots&a_{1n}\\b_{11}&b_{12}& \cdots&b_{1n}\\\cdots&\cdots&\cdots&\cdots\\c_{11}&c_{12}&\cdots&c_{1n}\\d_{11}&d_{12}&\cdots&d_{1n}\\\end{bmatrix}$$如果我们以第一行为基准,那么展开式可以表示为:$$\begin{aligned} \det (M)&=a_{11}\left|\begin{matrix}b_{22}&b_{23}&\cdots&b_{2n}\\ c_{22}&c_{23}&\cdots&c_{2n}\\\cdots&\cdots&\cdots&\cdots\\ d_{22}&d_{23}&\cdots&d_{2n}\end{matrix}\right|-\cdots +(-1)^{1+n}a_{1n}\left|\begin{matrix}b_{21}&b_{22}&\cdots&b_{2,n-1}\\ c_{21}&c_{22}&\cdots&c_{2,n-1}\\ \cdots&\cdots&\cdots&\cdots\\ d_{21}&d_{22}&\cdots&d_{2,n-1}\end{matrix}\right| \end{aligned}式中,$\left|\begin{matrix} b_{22}&b_{23}&\cdots&b_{2n}\\c_{22}&c_{23}&\cdots&c_{2n}\\ \cdots&\cdots&\cdots&\cdots\\d_{22}&d_{23}&\cdots&d_{2n} \end{matrix}\right|$等表示对应小矩阵的行列式值。
分块矩阵在行列式计算中的应用
分块矩阵在行列式计算中的应用
分块矩阵,也称作划分矩阵或分割矩阵,指的是一种结构十分特殊的
矩阵,其每一行和每一列都被划分成不同的若干个子矩阵,每个子矩阵中
含有的元素数是相等的。
分块矩阵的出现,为许多复杂的数值计算以及矩
阵的计算提供了一种有效的方法。
分块矩阵的计算方法能够进一步简化复杂运算的计算步骤,它是一种
非常有效的计算技术,可以极大地提高计算速度。
行列式是一种数学结构,可以定义一种矩阵的性质。
行列式的运算除
了基本的乘法、加法以外,还涉及到分块矩阵的计算。
行列式的计算可以
通过分块矩阵的计算得以简化。
分块矩阵的应用分为两种,一种是计算行列式,另一种是基于分块矩
阵的矩阵乘法,我们将这两种分别介绍。
一、计算行列式
计算一个矩阵的行列式是一件很复杂的运算,如果矩阵的阶数n很大,那么就会耗费大量的计算时间。
而引入分块矩阵可以减少这种耗时的负担。
通常情况下,一个n阶矩阵可以分割成多个小的m阶矩阵,而当m较
小时,计算行列式也会比计算n阶矩阵要简单,时间也会更快。
这样,就
可以利用分块矩阵的特性进行行列式的计算,大大缩短计算时间。
分块矩阵在行列式计算中的应用
矩阵与行列式的关系矩阵是一个有力的数学工具,有着广泛的应用,同时矩阵也是代数特别是线性代数的一个主要研究对象.矩阵的概念和性质都较易掌握,但是对于阶数较大的矩阵的运算则会是一个很繁琐的过程,甚至仅仅依靠矩阵的基本性质很难计算,为了更好的处理这个问题矩阵分块的思想应运而生[]1.行列式在代数学中是一个非常重要、又应用广泛的概念.对行列式的研究重在计算,但由于行列式的计算灵活、技巧性强,尤其是计算高阶行列式往往较为困难.行列式的计算通常要根据行列式的具体特点采用相应的计算方法,有时甚至需要将几种方法交叉运用,而且一题多种解法的情况很多,好的方法能极大降低计算量,因此行列式计算方法往往灵活多变.在解决行列式的某些问题时,对于级数较高的行列式,常采用分块的方法,将行列式分成若干子块,往往可以使行列式的结构清晰,计算简化.本文在广泛阅读文献的基础上,从温习分块矩阵的定义和性质出发,给出了分块矩阵的一些重要结论并予以证明,在此基础上讨论利用分块矩阵计算行列式的方法,并与其他方法相互比较,以此说明分块矩阵在行列式计算中的优势.1.1 矩阵的定义有时候,我们将一个大矩阵看成是由一些小矩阵组成的,就如矩阵是由数组成的一样[]1.特别在运算中,把这些小矩阵当做数一样来处理.这就是所谓的矩阵的分块.把原矩阵分别按照横竖需要分割成若干小块,每一小块称为矩阵的一个子块或子矩阵,则原矩阵是以这些子块为元素的分块矩阵.这是处理级数较高的矩阵时常用的方法.定义1[]2 设A 是n m ⨯矩阵,将A 的行分割为r 段,每段分别包含r m m m 21行,将A 的列分割为s 段,每段包含s m m m 21列,则⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=rs r r s s A A A A A A A A A A 212222111211,就称为分块矩阵,其中ij A 是j i m m ⨯矩阵(,,,2,1r i =s j ,,2,1 =).注:分块矩阵的每一行(列)的小矩阵有相同的行(列)数. 例如,对矩阵A 分块,=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=21010301012102102301A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛22211211A A A A , 其中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=210111A ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21002312A ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=100121A ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21030122A .1.2 矩阵的运算进行分块矩阵的加、减、乘法与转置运算时,可将子矩阵当做通常矩阵的元素看待. 加法运算 设n m ij a A ⨯=)(和n m ij b B ⨯=)(为同型矩阵(行数和列数分别相等),若用相同的分块方法,即t s ij n m A A ⨯⨯=)(,t s ij B B ⨯=)(,其中ij A 、ij B 是j i n m ⨯矩阵,t j s i .,2,1,,,2,1 ==,且m m si i =∑=1,n n tj j =∑=1,则A 与B可直接相加,即=+B A t s ij ij B A ⨯+)(.数乘运算 设分块矩阵t s ij n m A A ⨯⨯=)(,k 为任意数,则分块矩阵与k 的数乘为t s ij kA kA ⨯=)(.乘法运算 一般地说,设sn ik a A )(=,nm kj b B )(=,将矩阵A 、B 分块,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=st s s t t A A A A A A A A A A 212222111211,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=tr t t r r B B B B B B B B B B 212222111211, 其中每个ij A 是j i n s ⨯小矩阵,每个ij B 是j i m n ⨯小矩阵,于是有⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛==sr s s r r C C C C C CC C C AB C212222111211, 其中ij C 是j i k m ⨯矩阵,=ij C ∑=ni ij ij B A 1.应该注意,在进行乘法运算求乘积AB 时,对矩阵A 、B 分块要求,矩阵A 的列的分法必须与矩阵B 的行的分法一致.矩阵的乘法不适合交换律,即一般来说,没有BA AB =.分块矩阵是一类特殊的矩阵,它的乘法同样不适合交换律.根据上文所述分块矩阵也是一个矩阵,因此有与一般矩阵的加法、数乘、乘法的运算性质相同.不过,分块矩阵运算时应注意以下几点:(1) 进行加法运算时,对应子块的结构需相同;(2) 进行数乘运算时,必须对每一子块都乘以相同的数; (3) 进行乘法运算时,不能随意交换两个相乘子块的顺序.在具体运算过程中,我们要灵活地分块,目的是使运算更简便.而对于乘法,在矩阵A 与矩阵B 相乘时,对B 的一个分块方式,A 可以有几种分块方式都可与B 相乘,同样对A 的一个分块方式,B 也是如此.但不论怎样分块,始终坚持相乘的两个矩阵前一个矩阵列的分法与后一个矩阵行的分法一致,因为只有这样乘积才有意义.例如,已知⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=200010001A ,⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=011010100101B ,我们把B 分块为⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛222122011010100101B B E E , 其中2E 为二阶单位阵,这时若只考虑乘法的相容性,A 可以分块为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛200010001、⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛200010001或⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛200010001, 我们可以看到第一种分法中有单位块,而⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=222A OO E A , 对于乘法运算显然更加简便,即=AB ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛200010001⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛011010100101⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=222122222B B E E A O O E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2222212222B A B A E E ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=022*********. 设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=st s s t t A A A A A A A A A A 212222111211是一个分块矩阵,那么它的转置为⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛'''''''''='st t ts s A A A A A A A A A A 212221212111.分块矩阵的转置应遵守如下规则:(1) A 的每一块都看成元素,对A 转置; (2) 对A 的每一块都转置.1.3 特殊的分块矩阵形式如⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛l A O A O A21的矩阵,其中i A 是i i n n ⨯矩阵),,2,1(l i =,通常称为准对角矩阵.准对角矩阵具有如下性质: (1) 设=A ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛l A O A O A21, 则有l A A A A 21=;(2) A 可逆⇔i A 可逆),,2,1(l i =,且⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=----112111l A A A A ; (3) 对于两个有相同分块的准对角矩阵=A ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛l A O A O A21,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=l B O B O B B21, 如果它们相应的分块是同级的,那么显然有⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=l l B A O B A O B A AB2211,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=+l l B A O B A OB A B A2211 它们还是准对角矩阵.与普通矩阵的初等变换类似,分块矩阵的初等变换有三种: (1) 互换分块矩阵二个块行(列)的位置;(2) 用一个可逆矩阵左乘(右乘)分块矩阵的某一块行(列); (3) 将分块矩阵某一块行(列)的k (矩阵)倍加到另一块行(列). 定义2[]3 由单位矩阵E 经过一次初等变换得到的矩阵称为初等矩阵. 现将某个单位矩阵如下进行分块,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n mE O O E , 对它进行两行(列)对换;矩阵的某行(列)乘以行列可逆阵P ;某一行(列)乘以矩阵Q 加到另一行(列)上,就可得到如下三种分块初等矩阵:(1) 分块初等对换阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛O E E O mn ; (2) 分块初等倍乘阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n E O O P ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛P OO E m; (3) 分块初等倍加阵⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n mE O Q E ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n mE QO E . 与初等矩阵和初等变换的关系一样,用上面这些矩阵左乘任一个分块矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛D C B A , 只要分块乘法能够进行,其结果就等于对它进行相应的初等变换:(1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛B A D C D C B A O E E O n m ; (2) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛D C PB PA D C B A E O O P n ;(3) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛PA D PA C B AD C B AE P O E n m . 同样,用它们右乘任一矩阵,也有相应的结果.我们通过验证,当用分块初等矩阵左乘(右乘)一个分块矩阵,就相当于对该分块矩阵作了一次相应的分块矩阵的初等行(列)变换.分块矩阵的初等行(列)变换具有直观的优点,用分块初等矩阵左乘(右乘)一个分块矩阵能得到矩阵间的等式,从而有利于计算矩阵行列式的值.定义3]2[ 在一个n 级行列式D 中任意选定k 行k 列)(n k ≤.位于这些行和列的交点上的2k 个元素按照原来的次序组成一个k 级行列式M ,称为行列式D 的一个k 级子式.当n k <时,在D 中划去这k 行k 列后余下的元素按照原来的次序组成的k n -级行列式M '称为k 级子式M 的余子式.引理(拉普拉斯定理)设在行列式D 中任意取定了k )11(-≤≤n k 个行.由这k 行元素所组成的一切k 级子式与它们的代数余子式的乘积的和等于行列式D .定理1 设A 是m 阶方阵,B 是n m ⨯阶矩阵,C 是n 阶矩阵,则C A CO B A =.证明 利用拉普拉斯定理,只要将行列式CO BA 按后n 行展开,在其所有的n 阶子式中,除C 外至少包含一列零向量,因此它们的值为零.而C 的余子式为A ,且C 位于整个矩阵的第n m m m +++,,2,1 行,第n m m m +++,,2,1 列,即可得C A CO B A =.类似地行列式的形式为CB OA 时,由行列式的转置值不变,因此仍有C A C A C B OA =''='''.通过上面的定理,我们自然想到,若是将行列式CO BA换成OC BA 又会有怎样的结论,它的值等于BC 吗?定理2 设A 、B 、C 均为n 阶方阵,则B C OC B A n 2)1(-=.证明 将拉普拉斯定理应用于上式的后n 行, 在其所有n 阶子式中,除C 外至少包含一列零向量,因此它们的值为零.而C 的余子式为B ,且C 位于整个矩阵的第n n n n +++,,2,1 行, 第n ,,2,1 列,因此C B OC B A s )1(-=,其中偶数+=+⋅⋅⋅+++++⋅⋅⋅+++=2)21()()2)(1(n n n n n n s ,即B C OC B A n 2)1(-=.定理3 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=D C B A P 是分块n 阶矩阵,其中A 为r 阶方阵,B 为s r ⨯阶阵,C 为r s ⨯阶阵,D 为s 阶方阵.(1) 若A 可逆,则B CA D A P 1--=; (2) 若D 可逆,则B CD A D P 1--=. 证明 (1) 当0≠A 时,有⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---B CA D O B A D C B A I CA O I 11 两边取行列式可得=P A B CA D 1--.(2) 当0≠D 时,有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---D C O C BD A D C B A I O BD I 11 两边取行列式可得P =D B CD A 1--.将定理3中条件特殊化,可得到如下推论.推论1 设A 、B 、C 、D 分别是r ,s r ⨯,r s ⨯,s 矩阵,则有 (1) CB D D C BE r -=; (2)BC A E CB A s-=.证明 (1) 只需在定理3中令r E A =,即有CB D CBD OB E DCB E r r -=-=.(2) 只需在定理3中令s E B =,即有BC A E C OBC A E C B A ss -=-=.推论2 设B 、C 分别是s r ⨯,r s ⨯,则有BC E CB E E CBE r s sr -=-=. 证明 只需在定理3中令r E A =,s E B =,则有BC E CB E E CBE r s sr -=-=. 定理4[]5,4 设A 、B 、C 、D 都是n 阶方阵,则 (1) 当0≠A 且CA AC =时,=D C B A CD AB -; (2) 当A 0≠且BA AB =时,=D C B A CB DA -; (3) 当0≠D 且CD DC =时,=D C B A BC AD -; (4) 当0≠D 且BD DB =时,=DCB A BC DA -.证明 由A 、B 、C 、D 均为n 阶方阵,当0≠A 且CA AC =时,利用定理3得=DCB A A B CA D 1--B ACA AD 1--=B CAA AD 1--=CB AD -=,即=DCB A CB AD -,(2)、(3)、(4)类似可得.定理5[]7,6 设A 、B 都是n 阶方阵,则有B A B A ABB A -+=.证明 根据分块矩阵性质有BA OB B A AA B B B A ABB A -+=++=B A B A -+=.定理6[]8 设A 为n 阶可逆方阵,α与β均为n 维列向量,则)1(1βαβα-+=+A A A T T .证明 因⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-10110T TT A AE βαββαα, (1) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--αβαβαβ1110110A AA A ET T T , (2) (1)式、(2)式两边各取行列式,又1101=-=-TE E βα,从而有)1(11αβαββα-+=+=-A A A A T T T.。
分块矩阵在行列式计算中的应用
分块矩阵在行列式计算中的应用一、分块矩阵的定义和性质分块矩阵是将一个矩阵按照行和列进行分块的一种表示方式。
假设有一个m×n的矩阵A可以被分成k行l列的分块矩阵,则可表示为:A=[A₁₁A₁₂…A₁lA₂₁…A₂l...Ak₁ Ak₂ … Akl]其中,每个Aij都是一个子矩阵。
分块矩阵有以下重要性质:1.行列式的乘积可以转化为分块矩阵的行列式之积。
例如,设有两个分块矩阵A和B,它们的行列式分别为,A,和,B,则有:AB,=,A,B2.分块矩阵可以简化行列式的计算。
将一个大矩阵按照一定规则分为几个子矩阵后,可以通过计算子矩阵的行列式来获得原矩阵的行列式,从而简化了计算过程。
1.初等行列变换2.求逆矩阵对于分块矩阵,其逆矩阵的计算也可以通过分块的方式进行。
设A为可逆矩阵,其分块矩阵表示为:A=[A₁₁A₁₂A₂₁A₂₂]若A₁₁为可逆矩阵,则其逆矩阵可以表示为:A^(-1)=[A₁₁^(-1)-A₁₁^(-1)A₁₂A₂₂^(-1)A₂₁^(-1)A₁₁^(-1)A₁₂A₂₂^(-1)A₂₂^(-1)]其中A₁₁^(-1)、A₂₂^(-1)和A₁₁^(-2)A₁₂A₂₂^(-1)都是子矩阵的逆矩阵。
3.计算特殊类型的行列式在计算特定类型的行列式时,分块矩阵的应用可以简化计算过程。
例如,计算拟对角行列式时,可以使用分块矩阵的方式将矩阵分解成多个对角块,然后分别计算每个对角块的行列式之积。
4.计算特定型的行列式分块矩阵的应用还可以用于计算特定型的行列式。
例如,计算置换矩阵的行列式时,可以将矩阵按行、列进行分块,然后计算每个子矩阵的行列式,最后通过乘法和加法运算得到最终的行列式。
以上仅是分块矩阵在行列式计算中的一些常见应用,实际上分块矩阵在线性代数的其他领域也有广泛的应用,如特征值和特征向量的计算、线性方程组的求解等。
熟练掌握分块矩阵的定义、性质和应用可以提高行列式计算的效率,并且对于理解线性代数中的其他概念和方法也具有重要意义。
分块矩阵行列式
分块矩阵行列式分块矩阵行列式:1. 介绍:分块矩阵行列式是一种数学表示法,它可以用来计算矩阵的行列式,从而解决复杂的线性代数问题。
在实际的研究和应用中,分块矩阵行列式可以简化计算,提高计算效率和准确性。
2. 定义:分块矩阵可以将矩阵的行列式分解成一些较容易计算的部分。
它是一个由更小的矩阵式子构成的相似矩阵,其格式如下所示:|$A_1$|$A_2$||-----|-----||$B_1$|$B_2$|其中,A1, A2, B1, B2等是小矩阵,它们共同构成了原始矩阵。
3. 运算:分块矩阵行列式可以使用矩阵拆分、变形和乘法公式来计算。
通常可以把原始matrix表示为:_det(AB)=(detA~detB)det(A·B)_其中,A和B表示A1,A2,B1,B2对应的小矩阵系数,·表示矩阵乘法,det表示矩阵的行列式。
4. 示例:例如,计算以下矩阵的分块矩阵行列式:|$A$|$B$||-----|-----||$C$|$D$|其中,A,B,C,D分别是以下各个小矩阵:$A=\begin{bmatrix}2 & 1\\4 & 3\\\end{bmatrix}$$B=\begin{bmatrix}1 & 7\\2 & 3\\\end{bmatrix}$$C=\begin{bmatrix}4 & 9\\-3 & 5\\\end{bmatrix}$$D=\begin{bmatrix}-2 & 0\\1 & -1\\\end{bmatrix}$可以用公式计算得出:det(AB)=(detA~detB)det(A·B)=-288。
5. 应用:分块矩阵行列式可以用于计算复杂的矩阵和线性方程组的解,可以简化复杂的计算工作,提高效率和准确性。
此外,它还可以用于研究几何表达式、向量、增量和其他数学工具,用于求解复杂的数学问题。
本科数学与应用数学毕业论文《分块矩阵行列式计算的若干方法》
分块矩阵行列式计算的若干方法摘要:矩阵是线性代数中研究的重要对象,也是数字计算中的一个重要工具,矩阵运算具有整体性和简洁性的特点。
我们应该充分注意矩阵运算的一些特殊规律。
为了研究问题的需要,适当的对矩阵进行分块,把一个大矩阵看成是由一些小矩阵块为元素组成的,这样可使矩阵的结构看的更清楚,表达和运算更简便的特点。
矩阵分块的思想在线性代数证明以及应用中是十分有用的。
运用矩阵分块的思想,可使解题更简洁,思路更开阔。
本文就将分块矩阵的思想运用到行列式的计算当中来,利用分块矩阵来计算行列式,并且得出一些简便的方法。
借助准三角形分块矩阵的行列式值的结果简化高阶行列式的计算。
例如,本文讨论了利用分块矩阵计算行列式的︱H ︱=BC DA 方法,即(1)当矩阵A 或B 可逆时;(2)当矩阵A=B,C=D 时;(3)当A 与C 或者B 与C 可交换时;(4)当矩阵H 被分成两个特殊矩阵的和时等一些方法去探究分块矩阵行列式计算求值的若干方法。
关键词:分块矩阵;准三角形分块矩阵;可逆矩阵;行列式;计算;单位矩阵Several Measures Of Block Matrix In ComputingDeterminantAbstract :Matrix is the important object which in the linear algebra studies, is also a important tool in the digital computation . The matrix operation with integrity and simplicity of the characteristics. We should pay attention to some special rules of the matrix operation fully.In order to study the issue of the need, we carries on the piecemeal suitably to the matrix,regard a big matrix as some small ones,which integrate it, This will enable the matrix structure more clearly,with the characteristics of expression and computing easier.The thought of dividing matrix into blocks is veryimportant in proving and applying the linear e the thought of dividing matrix to blocks can help us to solve problems more pithily and think methods more widely.This thesis uses the blocking matrix method into the calculation of determinant,tries to solve the linear equations . Severa1 more general results are proved through the way aided by the result of the determinants for quasi-triangle piece matrices ,which does not change the nature of the determinnts ,For example,this article discussed the methods of computing ︱H ︱=B C DA with using blockmatrix. That is:(1)A and B are invertible matrixes;(2)A=B and C=D;(3)AC=CA or BC=CB;(4)matrix H is divided into two particular matrix , And some other ways to explore block matrix determinant for Calculating its valueKey words :block matrix; quasi —triangle piece matrices ;inverse matrices ;determinants ; computation ;unit matrix目 录1、引言.............................................................................................1 1.1、矩阵分块的意义...........................................................................1 1.2、关于矩阵的引理及符号..................................................................2 1.2.1矩阵的一些符号.....................................................................2 1.2.2关于矩阵的引理.....................................................................2 1.2.3 矩阵的分块和分块矩阵的定义 (3)1.2.4 分块矩阵的性质 (3)2、将分块矩阵分成方阵元素计算行列式 (5)2.1分块矩阵行列式计算的几种情况 (5)2.1.1分块矩阵的元素可逆 (5)2.1.2分块矩阵有元素相等的情况 (8)2.1.3定理2.2的推广 (9)2.1.4分块矩阵的元素可交换 (10)2.1.5定理2.4的另一种情况 (11)3、将分块矩阵分成非方阵元素计算行列式 (13)3.1分块矩阵行列式计算的其它结果 (13)3.1.1分块矩阵元素中有行、列向量 (13)3.1.2将矩阵分成两个特殊矩阵的和 (13)3.2分块矩阵应用于行列式计算的例题 (17)3.3将分块矩阵的元素划分为m×n矩阵 (19)4、参考文献 (21)5、致谢 (22)1、引言1.1矩阵分块的意义在理论研究及一些实际问题中,经常遇到阶数很高或结构特殊的矩阵。
浅谈分块矩阵在行列式中的应用
浅谈分块矩阵在行列式中的应用引言:在行列式的计算中,计算方法不胜枚举,它们都是以整个行列式为对象,计算不免有些麻烦,我们能否将其分成若干块,即分块矩阵来计算整个行列式的值呢?满足这种情况的行列式有怎样特殊的性质呢? 我们知道行列式有如下性质:① 行列式的某一行加上另一行的k 倍,行列式的值不变。
(性质6) ② 用一个数乘以行列式等于行列式的某一行或某一列。
(性质2) ③ 互换行列式中两行的位置,行列式反号。
(性质4)在课本中我们计算过1112212211121112212221220000a a a a D c c b b c c b b =的值。
通过按某行某列展开可得1112111221222122a ab b D a a b b =⋅,若设1112111211212221222122,,a a b b cc A B C a a bb c c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则有 0A D A B CB==后又推广为1111111111110000k k kk k l l lkl lla a a a D c cb bc c b b ==11111111k l k l lla ab b a ab b ⋅这里我们已经运用了分块矩阵的思想,下面来介绍分块矩阵的某些性质。
设方阵A 是由如下分块矩阵组成 123123123A A A A B B B C C C ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭其中(),,1,2,3i i i A B C i =都是s 阶矩阵,又M 是任一s 阶方阵 性质1:若 123112233123A A A DB MC B M C B M C C C C ⎛⎫⎪=+++ ⎪ ⎪⎝⎭, 则D A = 证明:由行列式的性质得D A = 性质2:若123123123A A A B M B M B M B C C C ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 则有B M A =.证明:此性质就相当于行列式的性质2. 123123123000000sS E A A A B M B B B E C CC ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B M A ∴= 性质3:设123123123B B B A A A A C C C ⎛⎫⎪'= ⎪ ⎪⎝⎭, 则有 ,2,21A s mA A s m ⎧=⎪'=⎨-=+⎪⎩,m 为自然数。
浅谈分块矩阵的行列式及逆矩阵
【 考文献 】 参 [ ] 椿 林 . 性 代 数 ( 三 版 ) 北 京 : 子 工 业 出 版 1钱 线 第 . 电
社 ,0 1 5 5 . 2 0 , 8— 9
(设 = : ] ,可 , A[ , 。 逆 ) 若 c 则
数 学 学 习 与研 究 2 1.3 00 1
三 、 理 证 明 及 应 用 定
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证 明 ( ) A的逆 矩 阵也 可分 块 为 1设 。=
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块都是零矩阵 , 而在 副对 角线 上 的 子块 均 为 方 阵 . 有 : 则 ()e 1 dt x e( 1 dt A ) … ・・ e( , 中 每 A= dtA )・ e( 2 dt A ) 其 个 子 块 方 阵 的 阶 数 分 别 为 , , , , m 为 。 , , … 设 , … 中偶 数 的 个 数 , 则
定 义及 定理 定 义 若 矩 阵 A 的分 块 矩 阵具 有 以 下形 式 :
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本文根据已有 的分块矩 阵 的行列 式 和逆矩 阵 的结论 , 归 纳 总 结 出 几 条 定 理 并 给 出证 明 , 阶矩 阵 经 分 块 后 有 若 高 干 子 块 是 有 特 征 的 矩 阵 时 , 接 应 用 以上 结 论 , 以 大 大 减 直 可
少计 算量.
D—C B 是 可 逆 的. A 都 定 理 2 设 矩 阵 A可 分 块 为 以下 情 况 :
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矩阵分块求行列式
矩阵分块求行列式摘要:一、矩阵分块的概念及应用二、分块矩阵的行列式求法1.三阶矩阵的分块求行列式方法2.高阶矩阵的分块求行列式方法3.分块矩阵行列式的性质三、应用实例与注意事项正文:一、矩阵分块的概念及应用在矩阵运算中,我们常常会遇到一些复杂的矩阵,难以直接求得其行列式。
此时,我们可以通过矩阵分块的方法,将复杂的矩阵分解为若干个较小的矩阵,从而简化问题。
矩阵分块就是将一个矩阵按照一定的规则划分为若干个矩阵块,这些矩阵块可以是连续的行、列或元素。
矩阵分块的目的是为了便于计算矩阵的行列式,同时它也是矩阵运算中一种重要的技巧。
二、分块矩阵的行列式求法1.三阶矩阵的分块求行列式方法对于三阶矩阵,我们可以通过如下方法进行分块求行列式:设矩阵A 为:```B CD EF G```我们可以将其分解为两个二阶矩阵的行列式之积:```A = (B C)(F G) - (D E)(F G)```其中,(B C)(F G) 表示矩阵B 和C 的行列式之积,(D E)(F G) 表示矩阵D 和E 的行列式之积。
2.高阶矩阵的分块求行列式方法对于高阶矩阵,我们可以采用类似的方法进行分块求行列式。
假设矩阵A 是一个m 阶矩阵,我们可以将其分解为如下形式:```A = (A11 A12...A1n)(A21 A22...A2n)...(An1 An2...Ann)```其中,Aij 表示矩阵A 的第i 行第j 列元素。
我们可以将矩阵A 分解为如下形式:```A = (A11 A21...An1) (A12 A22...An2)...(A1n A2n...Ann)```然后,我们可以将每一行或每一列的矩阵分解为二阶矩阵,从而求得原矩阵A 的行列式。
3.分块矩阵行列式的性质在分块矩阵求行列式的过程中,我们需要注意一些性质。
首先,如果分块之后至少有一块为零矩阵,那么原矩阵的行列式为零。
其次,分块矩阵的行列式等于各个分块矩阵行列式的乘积。
关于分块矩阵求逆和行列式的方法探究与应用
关于分块矩阵求逆和行列式的方法探究与应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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分块矩阵的行列式计算方法
分块矩阵的行列式计算方法《聊聊分块矩阵的行列式计算方法——那神奇又有趣的数学“把戏”》嘿,朋友们!今天咱来聊聊这个分块矩阵的行列式计算方法。
听起来是不是感觉很高深莫测,好像离咱普通人的生活特别远?哈哈,其实呀,它就像是数学世界里的一个神奇“把戏”,等你了解了它,说不定也会被它的奇妙之处给吸引住呢!咱一开始接触这分块矩阵的时候,可能会觉得有点晕乎。
哎呀妈呀,这一块一块的,又是矩阵又是行列式的,到底该咋算呀?别急,这就像咱学走路似的,得一步一步来。
当你慢慢掌握了它的计算方法,就会发现,哇塞,原来这些看似复杂的东西,也是有规律可循的呀!就好像找到了一把打开数学宝藏大门的钥匙。
有时候我就在想,这分块矩阵的行列式计算方法啊,就像个聪明的小机灵鬼。
它能把那些原本让人头疼的大矩阵分成一个个小块,然后通过一些巧妙的规则和技巧,让我们能更轻松地算出结果。
比如说,你可以把一个大的分块矩阵看成是由几个小的矩阵拼凑起来的。
这就好比搭积木,每个小矩阵就是一块积木,而我们要做的就是通过合适的组合和计算,搭出我们想要的形状。
当然啦,学习这个过程也不是一帆风顺的哦。
有时候会遇到一些难题,就像是在路上摔了一跤。
不过没关系呀,拍拍屁股站起来,继续向前冲。
而且啊,当你终于搞懂了一个复杂的分块矩阵行列式的计算方法,那种成就感可别提有多棒了!就好像你攻克了一座数学的高峰,站在山顶上,俯瞰着脚下的风景。
学习分块矩阵的行列式计算方法,不仅能让我们的数学能力提升一个档次,还能让我们感受到数学的魅力和乐趣。
它就像一个隐藏的宝藏,等待着我们去挖掘。
所以呀,朋友们,不要被它的外表吓倒。
勇敢地去探索,去尝试,相信我,你一定会在这个奇妙的数学世界里发现许多意想不到的惊喜!让我们一起在分块矩阵的海洋里快乐地遨游吧!。
分块矩阵的行列式计算
分块矩阵的行列式计算嘿,大家好,今天咱们来聊聊一个看似复杂,其实挺有意思的话题——分块矩阵的行列式计算。
听起来有点吓人,是吧?其实只要你稍微用点心,多试几道题,就能慢慢找到感觉。
好比学骑自行车,起初总是东倒西歪,过一段时间就能稳稳地骑上去。
行列式它就像一个魔法盒子,里面藏着很多奥秘,打开之后哗啦啦都是惊喜。
想象一下,一个矩阵就像成千上万的小方块拼在一起,真的是琳琅满目。
分块矩阵就是把这些小方块又分成了几组,分得那叫一个细致。
你看,就像一块蛋糕,切成了几片,每一片都有自己的味道,哇,听起来是不是就让人已流口水了?每块都有自己的特点,行列式的计算也可以分开来,没有必要一股脑地喧闹,所以咱们可以轻轻松松地把它们一个个捋清楚。
在计算行列式的时候,咱们有个神奇的工具,那就是所谓的“行列式的性质”。
听起来有点炫酷,其实就是一些小法则,简单实用。
比如,如果你把一个矩阵分成四个部分,一块一块地来处理,你就能发现每块的行列式都是相互关联的,就像看一部电视剧,得先了解主角是谁、情节怎么发展,才能看懂全剧。
举个简单的例子,一个大矩阵被分成四个小块,你可以分别计算每一块的行列式,然后把它们结合起来,结果就像拼图一样,瞬间就完整了。
有的朋友可能会问,行列式有什么用呢?别小看这个小家伙,它可是在数学和工程领域里扮演着超级英雄的角色。
无论是解决线性方程组,还是找特征值,它都能派上用场。
就像拿鱼竿钓鱼,等鱼儿上钩了,才知道这杆子是不是靠谱。
行列式就能帮你判断矩阵的可逆性,是否能用来解方程。
不过,咱们有个小提醒,行列式的计算可不能马虎。
就像下围棋,一步走错就可能满盘皆输。
尤其分块的时候,要格外小心,仔细检查每个小块,看看有没有漏掉。
就像船开得太快,难免会遇上暗礁,一不小心就会翻船。
没错,细节决定成败。
最有趣的部分来了!大家知道吗,计算行列式的时候,也可以用一些巧妙的方法来简化问题。
有些时候,你不需要大费周章地算出整个行列式,采取一些简单的变换就能让它变得简单得多。
矩阵分块求行列式
矩阵分块求行列式矩阵分块求行列式是一种通过将一个大矩阵分割成多个小矩阵来计算行列式的方法。
这种方法通常在处理大型矩阵时非常有用,因为它可以将复杂的行列式计算问题简化为计算较小矩阵的行列式问题。
具体来说,假设我们有一个n×n的矩阵A,可以将其分成若干个大小相等的块矩阵。
设A的形式如下:A = [A11 A12 (1)A21 A22 (2)... ... ... ...An1 An2 ... Anm]其中,每个Aij都是一个子矩阵。
根据矩阵行列式的性质,我们可以将矩阵A的行列式表示为以下形式:det(A) = det([A11 A12 (1)A21 A22 (2)... ... ... ...An1 An2 ... Anm])根据该公式,我们可以将整个矩阵的行列式计算问题转化为计算每个子矩阵的行列式问题。
这样做的好处是,每个子矩阵的大小通常较小,因此计算它们的行列式相对容易。
例如,假设我们将矩阵A分成4个大小相等的子矩阵:A = [A11 A12A21 A22]其中,A11、A12、A21和A22都是n/2×n/2的子矩阵。
那么,根据上述公式,我们可以将矩阵A的行列式表示为以下形式:det(A) = det([A11 A12A21 A22])接下来,我们可以依次计算子矩阵A11、A12、A21和A22的行列式,并将它们的值代入上述公式来计算整个矩阵的行列式。
需要注意的是,矩阵分块求行列式的关键在于合理选择子矩阵的大小和分割方式。
通常情况下,选择子矩阵的大小使得它们的行列式能够更容易地计算出来。
此外,还需要考虑子矩阵之间的关系,以确保计算的正确性。
总结起来,矩阵分块求行列式是一种通过将大矩阵分解成小矩阵来计算行列式的方法,可以简化复杂的计算问题。
然而,具体的分块策略需要根据矩阵的特点和计算要求进行合理选择。
分块矩阵的行列式公式
分块矩阵的行列式公式
分块矩阵的行列式公式指的是处理具有分块结构的矩阵的行列式求值方式,是现代数学中被广泛使用的数学方法之一。
分块矩阵是指将矩阵分成多个同大小的小矩阵,也称为分块结构,即是将原来的矩阵按一定原则划分为不同的子矩阵块。
分块矩阵的行列式公式可以用来求解处理具有分块结构的矩阵的行列式值,公式如下所示:|A|=|A11 A12|=|A11| |A21 A22| |A21|,其中A为总矩阵,A11和A21分别为其分块的子矩阵。
由于分块矩阵行列式公式提供了一种简洁明了的数学方法,因此在多学科领域中得到了广泛应用。
在平面几何、博弈论、数值计算以及统计学等领域经常使用此公式。
另外,此公式还广泛用于日常生活。
比如,它可以用来分析及预测市场趋势、预测股票行情、估算宏观经济指标和进行其他类似分析,从而指导宏观经济发展,为社会提供有效的决策支持。
总的来说,分块矩阵的行列式公式以其易用性、高效性和可靠性占据着重要的地位,广泛应用于多学科以及日常生活中,为学术界和社会发展提供了强力支撑。
分块下三角行列式
分块下三角行列式分块下三角行列式矩阵是线性代数的一个重要工具,分块矩阵在矩阵分析中也具有重要的应用。
分块下三角矩阵是一种特殊的分块矩阵,在计算行列式等问题时非常好用。
下面,我们将详细介绍分块下三角矩阵的性质和求解方法。
一、矩阵分块矩阵分块是指把一个大矩阵划分成若干个小矩阵,以便更好地进行矩阵乘法、计算行列式等操作。
常见的矩阵分块方法有水平分块、垂直分块和对角线分块等。
二、分块下三角矩阵分块下三角矩阵是一种特殊的分块矩阵,其特点是矩阵的右上方所有元素都为零。
分块下三角矩阵可以用以下形式表示:A = [B , 0 ]C其中,B 和 C 都是方阵。
下面是一个具体的分块下三角矩阵示例:[1 0 0 0 0 0][2 3 0 0 0 0][4 5 6 0 0 0][0 0 0 7 0 0][0 0 0 8 9 0][0 0 0 0 0 10]三、分块下三角矩阵的性质1. 行列式的性质对于一个分块下三角矩阵 A,其行列式可以表示为:|A| = |B|*|C|其中,|B| 和 |C| 分别表示 B 和 C 的行列式。
这是因为 B 和 C 不相交,因此计算 A 的行列式可以先计算 B 和 C 的行列式,再相乘得到结果。
2. 逆矩阵的性质对于一个分块下三角矩阵 A,如果 C 的逆矩阵存在,则 A 的逆矩阵也存在,且可以表示为:A^-1 = [ B^-1 , 0 ]-C^-1B^-1其中,B^-1 和 C^-1 分别表示 B 和 C 的逆矩阵。
这是因为 A 的逆矩阵也具有分块下三角的形式,且满足上述公式。
四、分块下三角矩阵的求解方法1. 行列式的求解方法计算分块下三角矩阵 A 的行列式,可以先计算 B 和 C 分别的行列式,再相乘得到结果。
具体来说,可以使用行列式的对角线展开法(拉普拉斯展开)求解,即在第一行中选取一个元素,乘以对应的代数余子式,再按符号相加得到结果。
2. 逆矩阵的求解方法计算分块下三角矩阵 A 的逆矩阵,可以先求解 B 和 C 的逆矩阵,再根据上述公式得到 A 的逆矩阵。
分块行列式推导
分块行列式推导
分块行列式是一种将矩阵进行分块,然后对每个块分别计算行列式的方法。
这种方法可以简化行列式的计算过程,并且对于一些特殊的矩阵,可以更方便地计算行列式。
假设我们有一个n×n 的矩阵 A,我们可以将其分成r×r 的子矩阵 Ai,j,其中 i 表示行索引,j 表示列索引。
这样,我们可以将行列式∣A∣ 分解为多个子矩阵的行列式之积,即:
∣A∣=∣A1,1A2,1⋮Ar,1A1,2A2,2⋮Ar,2⋯⋯⋱⋯A1,n−rA2,n−r⋮Ar,n−r∣
我们可以将这个行列式进一步分解为 r 个r×r 的子行列式∣Ai,j∣ 的乘积。
即:
∣A∣=∣A1,1∣×∣A2,2∣×⋯×∣Ar,n−r∣
其中,每个子行列式∣Ai,j∣ 是一个r×r 的矩阵,可以按照之前的方法分别计算其行列式。
需要注意的是,分块行列式的计算方法并不是适用于所有矩阵的。
对于一些特殊的矩阵(如稀疏矩阵、对称矩阵等),分块行列式的计算可能会更加简便。
同时,分块行列式的计算也需要考虑分块的大小和方式,以避免计算过程过于复杂。
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两 边 取 行 列 式 得
第 2 9卷第 l 2期
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数 学 教 学 研 究
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4 8
数学 教 学 研 究
第 2 卷第 l 9 2期
21 0 0年 l 月 2
基 于 一 些特殊 分块 矩 阵的 行列 式的 研 究
耿 丽 芳
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摘
要 : 文利 用拉 普拉 斯辰 开 定理 以及 行 列 式 的 性 质得 出 了一 些特 殊 分 块 矩 阵 的 行 列 式 . 该 并举 例
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证 明 (i) A 可 逆 时 , 定 理 l及 当 由
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行列 式 公 式 , 并举 例 说 明 这些 公 式 在计 算 和
证 明当中 的应 用.
1 引 理
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引 理 ( 普 拉 斯 展 开 定 理 ) ,阶 行 列 拉 在 z 式 D 中任 取 走行 ( ≤ 是 7 1 ( 壶列 ) 由 1 ≤ z )或 — ,