最新整理《线性代数》复习提纲资料
数学专业考研复习资料线性代数重点知识点整理
数学专业考研复习资料线性代数重点知识点整理数学专业考研复习资料:线性代数重点知识点整理一、向量与矩阵1. 向量的定义和性质- 向量的表示与运算- 单位向量和零向量- 向量的线性相关性2. 矩阵的定义和性质- 矩阵的基本运算- 矩阵的转置和逆矩阵- 矩阵的秩和行列式二、线性方程组1. 线性方程组的概念- 线性方程组的解和解的存在唯一性- 齐次线性方程组和非齐次线性方程组2. 线性方程组的解法- 列主元消元法- 矩阵的初等变换和阶梯形矩阵 - 高斯消元法和高斯约当法三、线性空间和子空间1. 线性空间的定义和性质- 线性空间的子空间和直和- 基和维数的概念- 线性空间的同构与等价2. 子空间的性质与判定- 线性子空间的交与和- 维数公式和秩-零化定理- 子空间的降维与升维四、线性变换和特征值1. 线性变换的定义和性质- 线性变换的表示和运算- 线性变换的核与像- 线性变换的矩阵表示和判定2. 特征值和特征向量- 特征方程和特征值的求解 - 特征空间和特征子空间- 相似矩阵和对角化矩阵五、内积空间和正交变换1. 内积的定义和性质- 内积的基本性质和判定- 正交向量和正交子空间- 构造内积空间2. 正交变换和正交矩阵- 正交变换的性质和表示- 正交矩阵的特点和运算- 正交矩阵的对角化和特征值六、二次型和正定矩阵1. 二次型的定义和性质- 二次型的标准形和规范形 - 二次型的正定性和负定性- 二次型的规约和降维2. 正定矩阵的定义和性质- 正定矩阵的判定和运算- 正定矩阵的特征值和特征向量- 正定矩阵及其应用总结:线性代数是数学专业考研中的重要内容之一。
通过对向量与矩阵、线性方程组、线性空间和子空间、线性变换和特征值、内积空间和正交变换、二次型和正定矩阵等知识点的学习和掌握,能够为考研复习提供有力的理论基础和解题方法。
在复习过程中,需要注重概念的理解、性质的掌握以及应用题的练习,同时注意归纳总结和思维方法的培养。
线性代数复习要点
线性代数复习要点线性代数是数学中的一个分支,其研究对象包括向量空间、线性变换、矩阵、线性方程组等。
线性代数广泛应用于各个领域,如物理学、计算机科学、工程学等。
下面是线性代数复习的要点:1.向量和向量空间-向量是指具有大小和方向的量,用箭头表示。
-向量空间是指由一组向量生成的集合,满足加法和数乘运算的封闭性。
-基是一个向量空间中独立且能够生成该向量空间的向量组。
-向量组的线性组合是指对向量组中的向量进行加法和数乘运算的结果。
-向量组的生成子空间是指向量组的所有线性组合所形成的空间。
2.矩阵和线性变换-矩阵是一个按照矩形排列的数。
矩阵的大小由行数和列数确定。
-矩阵的加法和数乘运算定义为对应元素的运算。
-矩阵的转置是指行变为列,列变为行的操作。
-矩阵的乘法是指矩阵的行与列的对应元素相乘后求和的运算。
-线性变换是指将一个向量空间映射到另一个向量空间的变换,保持线性关系。
3.行列式和特征值特征向量-行列式是一个与矩阵相关的数,用于描述矩阵的性质。
-二阶和三阶矩阵的行列式可以通过对应元素相乘后求和的方式计算。
-行列式的值为0表示矩阵不可逆,即不存在逆矩阵。
-特征值是指矩阵对一些向量进行线性变换后,仍然与原向量方向相同的结果。
-特征向量是指通过线性变换后,与其特征值对应的向量。
4.线性方程组的求解-线性方程组是一组线性方程的集合,其中未知量的次数等于方程的个数。
-列向量和矩阵可以表示线性方程组的系数和常数项。
-线性方程组的解可以通过高斯消元法、矩阵的逆等方法进行求解。
-高斯消元法是将方程组化为行阶梯形式,再通过回代求解。
-线性方程组的解可以有唯一解、无解或者无穷多解。
5.特殊矩阵和矩阵的分解-单位矩阵是指主对角线上的元素为1,其余元素为0的矩阵。
-零矩阵是指所有元素均为0的矩阵。
-对角矩阵是指主对角线以外的元素均为0的矩阵。
-逆矩阵是指一个矩阵与其逆矩阵相乘得到单位矩阵。
-矩阵的分解包括LU分解、QR分解、特征值分解等。
线性代数复习提纲
线性代数复习提纲第一章 行列式1、行列式的定义:总项数、每一项构成、符号确定方法(附带:逆序、逆序数、奇排列)。
2、行列式性质:P9—P11六个性质两个推论,按某一行(列)的降阶展开(附带: 余子式、代数余子式)。
3、行列式计算: 一般方法 --化成三角形、降阶展开。
特殊计算:分块三角形--例10)、范德蒙—例12。
4、克拉默法则公式—P22第二章 矩阵及其运算1、概念:矩阵的型(阶)、相等、线性变换。
特殊矩阵:零矩阵、负矩阵、单位矩阵、纯量矩阵、对角矩阵、对称矩阵、逆矩阵、矩阵的行列式、伴随矩阵、奇异矩阵、分块对角矩阵。
2、运算:加法、数乘、转置、矩阵相乘、求伴随矩阵、解矩阵方程。
3、重要定理公式:⑴矩阵乘法:不满足交换律、两个非零矩阵乘积可能为零矩阵、两个对角矩阵的乘积等于以主对角线对应元素乘积为相应元素的对角矩阵。
⑵转置:T T T T T T T T T T A B AB A A B A B A A A ==+=+=)(,)(,)(,)(λλ,O A A O A T =⇔= ⑶方阵的行列式:B A AB A A BA AB A An T ====,,,λλ,A A A A n 111*==--, ⑷伴随矩阵:E A A A AA ==**,*11*)()(--=A A⑸逆矩阵基本公式:*11 0A AA A A =≠⇔-此时有,可逆方阵 ⑹逆矩阵运算公式:T T A A AB AB A A A A )()()(,1)(,)(111111111---------====λλ ⑺二阶方阵逆矩阵公式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-a c b d bc ad d c ba 1)(1 ⑻分块对角矩阵的逆等于每一块分别取逆。
特别的,对角矩阵的逆等于主对角线每个元素取倒数。
⑼一元矩阵多项式)(A f 可以象字母多项式)(x f 那样分解为因式的乘积,并且各因式顺序可以交换。
第三章 矩阵的初等变换1、概念:三种初等行变换(列变换)的定义和相应记号、对应的三种初等矩阵。
线性代数复习提纲
线性代数复习提纲线性代数是数学中的一个基础课程,涵盖了向量空间、线性变换、矩阵理论等内容。
它在计算机科学、物理学、经济学和工程学等领域都有广泛的应用。
下面是线性代数的复习提纲,帮助你回顾相关的知识点。
一、向量空间1.向量的定义和性质2.向量空间的定义和性质3.子空间的定义和判断条件4.向量的线性相关性与线性无关性5.基和维数的概念二、线性变换1.线性变换的定义和性质2.线性变换的矩阵表示3.线性变换的核与像空间4.线性变换的维数公式5.线性变换的复合与逆变换三、矩阵理论1.矩阵的定义和性质2.矩阵的运算:加法、数乘、乘法3.矩阵的逆与转置运算4.矩阵的秩和行列式5.矩阵的特征值与特征向量四、特殊矩阵和特征值问题1.对称矩阵的性质和对角化2.可逆矩阵与相似矩阵3.正交矩阵与正交对角化4.特征值问题的求解方法五、解线性方程组1.线性方程组的矩阵表示2.高斯消元法与矩阵的初等变换3.初等矩阵的性质与应用4.齐次线性方程组和非齐次线性方程组的解的结构六、向量空间的基变换1.基变换的定义和性质2.过渡矩阵的求解3.变换矩阵的求解与应用4.基变换下的坐标表示和坐标变换公式七、内积空间和正交性1.内积的定义和性质2.内积空间的定义和性质3.正交基和正交投影4.标准正交基和正交矩阵的定义和性质八、二次型与正定性1.二次型的定义和性质2.二次型的矩阵表示和标准化3.正定二次型和半正定二次型的定义和性质4.二次型的规范形和合同变换以上是线性代数的复习提纲,可以通过对每个知识点的回顾、理解和练习来复习线性代数。
在复习过程中,可以结合教材、习题和课堂笔记,通过解题和思考来巩固知识点的掌握。
另外,可以参考相关的教学视频或在线课程来帮助理解和学习线性代数的概念和方法。
最重要的是多做习题,加深对知识点的理解和应用。
《线性代数复习资料》第一章习题答案与提
详细描述:本题主要考察学生对线性方程组解法的理解 ,通过给定的线性方程组,要求学生判断其解的情况, 并求解当有解时的解向量。
习题二解析
在此添加您的文本17字
总结词:向量空间
在此添加您的文本16字
详细描述:本题主要考察学生对向量空间的定义和性质的 理解,要求学生判断给定的集合是否构成向量空间,并说 明理由。
线性变换与矩阵表示
线性变换是线性代数中的重要概念,理解如何用 矩阵表示线性变换以及其性质是解决相关问题的 关键。
向量空间的维数与基底
向量空间的维数与基底的概念较为抽象,理解其 定义和性质有助于更好地解决相关问题。
04
典型例题解析
例题一解析
总结词
矩阵的乘法
详细描述
本题考查了矩阵乘法的规则和计算方法。首先,我们需要明确矩阵乘法的定义,即第一个矩阵的列数必须等于第 二个矩阵的行数。然后,我们按照矩阵乘法的步骤,逐一计算结果矩阵的元素。在计算过程中,需要注意矩阵元 素的位置和计算方法。
导致在解题时无法正确应用它们。
THANK YOU
感谢聆听
例题二解析
总结词
行列式的计算
详细描述
本题考查了行列式的计算方法和性质。首先,我们需要明确行列式的定义,即由n阶方阵的元素按照 一定排列顺序构成的二阶方阵。然后,我们根据行列式的性质,逐步展开并化简计算结果。在计算过 程中,需要注意行列式的展开顺序和符号的变化。
例题三解析
总结词
向量的线性组合
详细描述
习题三解析
总结词:行列式计算 总结词:矩阵的秩 总结词:特征值与特征向量
详细描述:本题主要考察学生对行列式的计算能力,通 过给定的矩阵,要求学生计算其行列式的值。
《线性代数》知识点归纳整理
《线性代数》知识点归纳整理线性代数是一门重要的数学学科,在许多领域都有广泛的应用,如计算机科学、物理学、工程学等。
下面将对线性代数的一些关键知识点进行归纳整理。
一、行列式行列式是线性代数中的一个基本概念。
它是一个数值,可以通过特定的计算规则得到。
对于二阶行列式,其计算公式为:\\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad bc \对于三阶行列式,计算相对复杂些,可通过按行(列)展开来计算。
行列式具有一些重要的性质,例如:1、行列式转置后其值不变。
2、某行(列)元素乘以一个数加到另一行(列)的对应元素上,行列式的值不变。
行列式的应用包括求解线性方程组、判断矩阵是否可逆等。
二、矩阵矩阵是线性代数中的核心概念之一。
矩阵的定义:由\(m×n\)个数排成的\(m\)行\(n\)列的数表称为\(m×n\)矩阵。
矩阵的运算包括加法、减法、数乘、乘法等。
1、矩阵加法和减法要求两个矩阵具有相同的行数和列数,对应元素相加减。
2、数乘矩阵是将矩阵中的每个元素乘以一个数。
3、矩阵乘法需要前一个矩阵的列数等于后一个矩阵的行数,乘法运算不满足交换律。
矩阵的转置是将矩阵的行和列互换得到的新矩阵。
逆矩阵是一个重要概念,若矩阵\(A\)可逆,则存在矩阵\(B\),使得\(AB = BA = I\),其中\(I\)为单位矩阵。
三、向量向量可以看作是一组有序的数。
行向量是一行数,列向量是一列数。
向量的运算包括加法、减法、数乘。
向量组的线性相关性是一个重要内容。
如果存在一组不全为零的数,使得向量组的线性组合等于零向量,则称该向量组线性相关;否则称线性无关。
四、线性方程组线性方程组可以表示为矩阵形式\(Ax = b\)。
线性方程组的解分为有解和无解的情况。
1、有解时,可能有唯一解或无穷多解。
2、无解时,方程组矛盾。
通过高斯消元法可以求解线性方程组。
五、特征值与特征向量对于矩阵\(A\),如果存在非零向量\(x\)和数\(\lambda\),使得\(Ax =\lambda x\),则\(\lambda\)称为矩阵\(A\)的特征值,\(x\)称为对应于特征值\(\lambda\)的特征向量。
线性代数期末复习提纲
n
n
(A)
a ij Aij 0
(B)
aij Aij 0
i1
j1
n
(C)
aij Aij D
(D)
j1
n
ai1 Ai 2 D
i1
7、设 A, B 均为 n阶可逆矩阵,则下列各式成立的是
( A) ( AB)T BT AT
(B)
(C) AB BA
(D)
(AB) 1 A 1B 1 AB A B
8、设 A 为 3 阶方阵,且行列式 A 1 ,则 2A
【主要内容】 1、向量的内积、长度、夹角等概念及其计算方法。 2、向量的正交关系及正交向量组的含义。 3、施密特正交化方法。 4、方阵的特征值与特征向量的概念及其计算方法。
( 1)特征值求法:解特征方程 A E 0 ;
( 2)特征向量的求法:求方程组 A E X 0 的基础解系。
5、相似矩阵的定义 ( P 1 AP B )、性质 ( A, B 相似
第四部分 线性方程组 【主要内容】
1、齐次线性方程组 Ax 0 只有零解 系数矩阵 A 的秩 未知量个数 n; 2、齐次线性方程组 Ax 0 有非零解 系数矩阵 A 的秩 未知量个数 n. 3、非齐次线性方程组 Ax b 无解 增广矩阵 B ( A, b) 秩 系数矩阵 A 的秩;
4、非齐次线性方程组 Ax b 有解 增广矩阵 B ( A, b) 秩 系数矩阵 A 的秩
即得二次型的标准形 f
1 y1 2
2 y2 2
n yn2
8、正定二次型的定义及其判定方法 常用判定二次型正定的方法: ( 1)定义法 ( 2)特征值全大于零 ( 3)顺序主子式全大于零
【要求】 1 、掌握向量的内积、长度、夹角,正交向量组的性质,会利用施密特正交化方法化线 性无关向量组为正交向量组。 2、掌握方阵特征值、特征向量的概念、求法, 3、了解相似矩阵的概念、掌握化对称矩阵为对角矩阵的方法。 4、掌握二次型的概念、会用正交变换化二次型为标准形。 5、了解二次型的分类,知道正定二次型等概念及其判定方法。
线性代数总复习提纲
1、第一章:
(1)行列式性质;
(2)克拉默法则定理内容(会用,如选择、判断、填空);
(3)会计算一个四阶行列式的值。
2、第二章:
(1)矩阵的乘法;
(2)转置矩阵的性质、可逆矩阵的性质(注意两者的区别);
(3)方阵的行列式的性质(同逆矩阵行列式性质结合);
(4)矩阵的秩的定义(充分理解,会选择和判断正确内容);
(5)会求二阶方阵的逆;
(6)会利用定义证明方阵可逆,如本校教材第二章习题A组15题;
(7)会解矩阵方程,如本校教材第二章习题A组14题。
3、第三章:
(1)线性相关(无关)的性质定理(选择、判断、填空);
(2)会判断具体向量组的线性相关性,如本校教材第三章习题A组第2、3题;
(3)会求向量组的秩及一个最大无关组,如本校教材第三章习题A组第7题;
(4)线性方程组的解的判定定理、解的结构和性质(选择、填空、判断);
(5)会解带未知参数的非齐次线性方程组,如本校教材第三章习题A组第10题(或网上作业相应题)。
4、第四章:
(1)正交矩阵的定义、性质;
(2)方阵的特征值、特征向量的定义及性质;
(6)会求一个具体的三阶方阵的特征值和特征向量,如本校教材第三章例4.7(或网上作业相应题);
部分题选自网上每章作业(包括选择、填空、判断和计算大题),好好看哦!。
线性代数复习提纲
一、逆序数:在一个n级排列中,如果有较大的数排在较小的数前面(<),则称与构成一个逆序,一个n级排列中逆序的总数,称为它的逆序数,记为N(*奇排序:逆序数是奇数;偶排序:逆序数是偶数(一)任意一个排序经过一个对换后奇偶性改变(二)n个数码(n>1)共有n!个排列,其中奇偶排列各占一半二、n阶行列式=(按行顺序取)n级行列式的一般项:(当)为偶数时取正号,奇数取负号)D的一般项:三、转置行列式:将行列式D的行与列互换后得到的行列式,记为或(一)将行列式转置,行列式的值不变,即(二)交换行列式的两行(列),行列式的值变号,即(三)如果行列式中有两行(列)对应的元素相同,此行列式的值为零四、用数k乘行列式的某一行(列),等于以数k乘此行列式,即:(一)如果行列式某行(列)的所有元素有公因子,则公因子可以提到行列式外面(二)如果行列式有两行(列)元素成比例,则行列式的值等于零五、如果将行列式中的某一行(列)的每一个元素都写成两个数的和,则此行列式可以写成两个行列式的和,这两个行列式分别以这两个数为所在行(列)对应位置的元素,其他位置的元素与原行列式相同,即:六、将行列式某一行(列)的所有元素同乘以数k后加于另一行(列)对应位置的元素上,行列式的值不变七、余子式:在n阶行列式D=中去掉元素所在的第i行和第j列后,余下的n-1阶行列式被称为D中元素的余子式,记为,即:代数余子式:(一)n阶行列式D=等于它的任意一行(列)的各元素与其对应代数余子式乘积的和,即:或(二)n阶行列式D=的某一行(列)的元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积的和等于零,即:或(i≠s;j≠t)八、范德蒙行列式:九、克莱姆法则:线性方程组当其系数行列式D≠0时,有且仅有唯一解其中是将系数行列式中第j列元素对应地换为方程组的常数项后得到的行列式(一)如果齐次线性方程组的系数行列式D≠0,则它仅有零解(二)如果齐次线性方程组的系数行列式D=0,则方程组有非零解十、零矩阵:所有元素均为0的矩阵(行数与列数不都相同的两个零矩阵是不同的零矩阵)非负矩阵:所有元素均为非负数的矩阵十一、以数k乘矩阵A的每一个元素所得到的矩阵,称为数k与矩阵A的积,记作k A,如果A=,那么k A=十二、负矩阵:-A=十三、矩阵运算律:(一)(二)(三)(四)(五)(六)(七)(八)十四、矩阵的乘法:如果矩阵A的列数等于矩阵B的行数,则A与B的乘积C中第i行第j列的元素,等于矩阵A的第i行元素与矩阵B的第j对应元素乘积的和,并且矩阵C的行数等于矩阵A的行数,矩阵C的列数等于矩阵B的列数,即:(一)矩阵乘法一般不满足交换律(二)两个非零矩阵相乘,结果可能是零矩阵(三)矩阵乘法不满足消去律(四)矩阵乘法性质:1、2、3、4、十五、矩阵可交换:如果两矩阵A和B相乘,有AB=BA,则称矩阵A与矩阵B可交换十六、有线性方程组,系数矩阵元未知量矩阵系数矩阵十七、转置矩阵:将m*n矩阵A的行与列互换,得到的m*n矩阵,称为矩阵A的转置矩阵,记为或(一)(二)(三)(四)十八、n阶矩阵/n阶方阵:矩阵的m=n十九、方阵的幂:个(一)(二)(三)当AB可交换时,二十、方阵的行列式:由n阶矩阵(方阵)A的所有元素按原来次序构成的n阶行列式称为方阵A的行列式,记作,或(det A)(一)(二)(三)(四)二十一、特殊矩阵(一)对角矩阵:若AB为同阶对角矩阵,则kA,A+B,AB仍为同阶对角矩阵;(二)数量矩阵:数量矩阵左乘或右乘一个矩阵B,其乘积等于以数a乘矩阵B(三)单位矩阵:(四)三角形矩阵(五)对称矩阵:n阶矩阵满足1、2、数乘对称矩阵及同阶对称矩阵之和仍为对称矩阵3、当且仅当A与B可交换时,AB是对称的二十二、分块矩阵(一),(二)二十三、逆矩阵:对于n阶矩阵A,如果存在n阶矩阵B,使得AB=BA=I,那么矩阵A称为可逆矩阵,简称A可逆,并称B为A的逆矩阵,逆矩阵是唯一的,把唯一的逆矩阵记作(一)n阶矩阵可逆的充分必要条件是A非奇异,且当A可逆时,有(二)证明A可逆或证明B是A的逆矩阵,只要验证AB=I(三)逆矩阵的性质:1、若矩阵A可逆,则也可逆,且2、若矩阵A可逆,数k≠0,则kA也可逆,且3、两个同阶可逆矩阵A,B的乘积是可逆矩阵,且4、若矩阵A可逆,则A的转置矩阵5、若矩阵A可逆,则(四)(五)若AB=C,且A为非奇异,则B= C二十四、非奇异:若n阶矩阵A的行列式,则称A为非奇异的二十五、伴随矩阵:由行列式的元素的代数余子式所构成的矩阵二十六、矩阵的初等变换:(一)1、交换矩阵的两行(列)2、以一个非零的数k乘矩阵的某一行(列)3、把矩阵的某一行(列)的l倍加于另一行(列)上(二)初等矩阵:对单位矩阵I施以一次初等变换得到的矩阵(三)设,对A的行施以一次某种初等变换得到的矩阵,等于用同种的m 阶初等矩阵左乘A,对A的列施以一次某种初等变换得到的矩阵,等于用同种的n阶初等矩阵右乘A(四)任意一个矩阵经过若干次初等变换后均可以化为下面形式的矩阵:矩阵D称为矩阵A的等价标准形(五)如果矩阵A经过有限次初等变换可化为矩阵B,则称矩阵A与矩阵B等价(六)如果A为n阶可逆矩阵,则(七)n阶矩阵A为可逆的充分必要条件是它可以表示为一些初等矩阵的乘积二十七、k阶子式:从A中任取k行k列,位于这些行和列的相交处的元素,保持它们原来的相对位置所构成的k阶行列式二十八、矩阵的秩:如果A中不为零的子式的最高阶数为r,即存在r阶子式不为零,而任何r+1阶子式皆为零,则称r为矩阵A的秩,记作r(A)=r(一)满秩矩阵:r(A)=n(二)矩阵经初等变换后,其秩不变(三)二十九、增广矩阵:系数矩阵A和常数项矩阵构成的矩阵线性方程组有解的充分必要条件是齐次线性方程组有非零解的充分必要条件是→当m<n,齐次线性方程组有非零解三十、向量(一)(二)(三)(四)(五)(六)k((七)(八)三十一、向量组的线性组合线性方程组可以表示为,即常数列向量与系数列向量的线性关系,被称为方程组的向量表示,其中,于是,线性方程组是否有解,就相当于是否成立(一)如果成立,则称向量是向量组的线性组合,或称向量可以由向量组线性表示(二)向量可由向量组线性表示的充分必要条件是:以为列向量的矩阵与以为列向量的矩阵有相同的秩(三)如果组A:中每一向量都可由组B:线性表示,则称向量组A可由向量组B线性表示1、向量组A可由向量组B线性表示,向量组B又可由向量组C线性表示,则向量组A可由向量组C线性表示2、如果向量组A和向量组B可以相互线性表示,则称向量组A和向量组B等价(四)如果线性相关,而线性无关,则向量可由向量组线性表示且表示法唯一三十二、线性相关性:齐次线性方程组可以写成零向量与系数列向量的如下线性关系式:,被称为齐次线性方程组的向量形式。
线性代数复习提纲
1.1二阶、三阶行列式了解二阶、三阶行列式的概念;熟练掌握其计算方法..1.2排列了解排列、正逆序数、奇偶排列、对换的概念;熟练掌握逆序数的计算方法、3个定理1.3n阶行列式了解n阶行列式的定义和由二阶、三阶行列式展开式的特点导出的一般规律;;掌握用定义计算特殊n阶行列式的方法;熟记三角形行列式的计算结果..1.4行列式的性质熟练掌握行列式的运算性质;并应用它们进行行列式的运算..转置行列式的概念;行列式的5个性质和两个推论1.5行列式按行列展开掌握余子式和代数余子式的概念;熟练掌握行列式按行列展开的方法..三阶行列式按行列展开式;余子式和代数余子式的概念;行列式按行列展开定理;范德蒙行列式1.6克拉默法则掌握线性方程组解的克拉默运算法则;掌握用克拉默法则判断齐次线性方程组仅有零解和有非零解的方法..1.7数域掌握数域的定义..2.1消元法了解线性方程组的消元解法;熟练掌握矩阵的初等变换方法;熟练掌握用矩阵的初等变换法解线性方程组以及判断方程组无解、有解唯一解、无穷多解的方法..2.2n维向量空间了解向量的定义;掌握向量的运算;熟悉线性方程组的向量表达形式..向量的有关概念;向量的运算法则;n维向量空间的概念;线性方程组的向量表达形式2.3向量间的线性关系掌握向量的线性组合概念;熟练掌握一个向量可由其它向量线性表示的方法;熟练掌握向量组线性相关和线性无关的概念、理论和方法..向量的线性组合概念;判断一个向量可由其它向量线性表示的方法;向量组线性相关和线性无关的概念;判断向量组线性相关和线性无关的方法;判断向量组线性相关和线性无关的一些结论;5个定理2.4向量组的秩了解向量组极大无关组的概念;掌握等价向量组的概念和性质;掌握向量组秩的概念与相关结论..2.5矩阵的秩了解矩阵的秩的概念;熟练掌握求向量组极大无关组的方法;熟练掌握求向量组秩和矩阵秩的方法..矩阵的行秩与列秩的概念;矩阵子式的概念;矩阵秩的概念;求向量组极大无关组、向量组秩、矩阵秩的方法;2.6线性方程组解的判定掌握非齐次线性方程组有无解、有唯一解、无穷多解的判定方法;熟练掌握齐次线性方程组有非零解解、只有零解判定方法..非齐次线性方程组有无解判定方法定理1;非齐次线性方程组有唯一解、无穷多解的判定方法定理2;齐次线性方程组有非零解解、只有零解判定方法推论1、22.7线性方程组解的结构熟练掌握基础解系的概念;熟练掌握用基础解系表示方程组解的方法..齐次线性方程组解的两个性质;齐次线性方程组基础解系的概念;特别强调基础解系中含解向量个数与未知量个数和系数矩阵秩间的关系;齐次线性方程组解的基础解系表示法;非齐次线性方程组与齐次线性方程组解间的关系;非齐次线性方程组解的基础解系表示法;3.1-3.2矩阵的概念与运算了解矩阵的概念;熟练掌握矩阵的加法、数与矩阵的乘法、乘法、转置、行列式的运算法则和相应的性质..矩阵的定义以及几种特殊矩阵;矩阵的加法法则和对应的性质;数与矩阵的乘法法则和对应的性质;矩阵的乘法法则和对应的性质;矩阵的转置概念和对应的性质;矩阵行列式概念和对应的性质3.3可逆矩阵理解可逆矩阵的概念;了解伴随矩阵的概念;熟练掌握用伴随矩阵求可逆矩阵的逆矩阵的方法..3.4矩阵的分块了解分块矩阵的概念以及矩阵分块的原则;熟练掌握分块矩阵的运算法则..3.5初等矩阵理解三种初等矩阵的概念;掌握初等矩阵在矩阵乘法运算中的作用;熟练掌握利用初等变换求可逆矩阵的方法..三种初等矩阵的概念和它们在矩阵乘法运算中的作用;任意矩阵经过有限次初等变换化成的标准型;可逆矩阵与初等矩阵间的关系定理;利用初等变换求可逆矩阵的方法3.6常见的特殊矩阵了解对角矩阵、准对角矩阵、三角形矩阵、对称矩阵、反对称矩阵的概念和运算性质..4.1向量空间了解向量空间的概念和性质;了解向量空间基以及向量在基下坐标的概念..4.2向量的内积了解内积的概念;掌握内积的性质;熟练掌握n维向量空间两向量内积的坐标表示法;会求向量长度和向量单位化;了解正交向量组的概念;理解标准正交基的概念;熟练掌握向量组的施密特正交化过程..向量内积的概念和性质;n维向量空间两向量内积的坐标表示法;单位向量的概念和向量单位化;正交向量组的概念;正交基、标准正交基的概念;向量组的施密特正交化过程4.3正交矩阵了解正交矩阵的概念;熟练掌握其性质..5.1矩阵的特征值与特征向量了解矩阵特征值与特征向量的概念;熟练掌握求矩阵特征值与特征向量的方法;熟练掌握特征值与特征向量的性质;了解矩阵迹的概念与性质..矩阵特征值与特征向量的概念;求矩阵特征值与特征向量的方法;矩阵特征值与特征向量的性质;矩阵迹的概念与性质;5.2相似矩阵和矩阵对角化的条件了解相似矩阵的概念;掌握相似矩阵的性质;熟练掌握矩阵对角化的条件和对角化的方法.. 5.3实对称矩阵的对角化了解实对称矩阵特征值与特征向量的性质;熟练掌握实对称矩阵对角化的方法..。
线性代数复习提纲
线性代数复习第一章 行列式一、概念1、n 级排列:由自然数1、2、3、4、…、n 组成的一个有序数组称为一个n 级排列,简称为排列.2、逆序:对n 级排列12i k n j j j j j """,若i k j j >,则称i j 与k j 构成一个逆序,记为i k j j 。
3、逆序数: 一个排列中逆序的个数称为这个排列的逆序数。
4、奇排列:逆序数为奇数的排列称为奇排列 偶排列:逆序数为偶数的排列称为偶排列5、对换:在一个n 级排列12i k n j j j j j """中,若仅将其中两个数,i k j j 对调,其余不动,可得一个新的排列12k i n j j j j j """,对排列所施行的这样一次对调称为一个对换。
记为:(,)i k j j6、n 阶行列式:()()121212111212122212121n n nn j j j nj j nj j j j n n nna a a a a a a a a a a a τ=−∑""""""""""7、余子式和代数余子式:对n 阶行列式111111111111111111111111111111j j j n i i j i j i j i n i ij ij ij in n i i j i j i j i n n nj nj nj nna a a a a a a a a a a a a a a D a a a a a a a a a a −+−−−−−+−−+++−++++−+="""""""""""""""""""""""",元素ij a 的余子式:111111111111111111111111j j n i i j i j i n ij i i j i j i n n nj nj nna a a a a a a a M a a a a a a a a −+−−−−+−++−+++−+=""""""""""""""""""""。
线性代数复习提纲
线性代数复习提纲1.什么叫排列的逆序数?什么叫奇排列?什么叫偶排列?2.行列式的定义3.行列式的性质4.行列式按行(列)展开5.计算行列式的思想6.克拉默法则7.对矩阵定义了哪些运算、每种运算都有哪些运算法则?8.什么叫矩阵可逆?可逆矩阵有哪些运算性质?你有哪些方法判别一个矩阵是否可逆?如何求逆矩阵?9.什么叫初等行变换、什么叫初等列变换?什么叫初等矩阵?如何用初等矩阵表示初等变换?10.什么叫矩阵的K 阶子式?什么叫矩阵的秩?矩阵的秩有哪些性质?你有哪些方法可以计算矩阵的秩?为什么可以用初等行变换把矩阵化成行阶梯形来计算矩阵的秩?11.你有哪些方法可以判别一个齐次线性方程组0=Ax 是否有非零解?12.你有哪些方法可以判别一个非齐次线性方程组b Ax =是否有解?有唯一解、有无穷多解?13.什么叫向量组m ααα,,,21 的线性组合?14.什么叫向量β能由向量组m ααα,,,21 线性表示?你有哪些方法判别向量β能否由向量组m ααα,,,21 线性表示?15.什么叫两个向量组等价?你有哪些方法判别两个向量组是否等价?16.什么叫向量组m ααα,,,21 线性相关?你有哪些方法判别向量组m ααα,,,21 是否线性相关?17.什么叫向量组m ααα,,,21 线性无关?你有哪些方法判别向量组m ααα,,,21 是否线性无关?18.什么叫向量组的极大无关组?你有哪些方法判别一个向量组的线性无关部分组是否为该向量组的极大无关组?19.什么叫向量组的秩?如何求一个向量组的秩?如何求向量组的一个极大无关组?如何把不在极大无关组中的向量用极大无关组线性表示?20.齐次线性方程组0=Ax 的解有哪些性质?21.什么叫齐次线性方程组0=Ax 的基础解系?齐次线性方程组0=Ax 的基础解系包含的向量个数与系数矩阵的秩有什么关系?如何求出齐次线性方程组0=Ax 的基础解系及通解?22.非齐次线性方程组b Ax =的解有哪些性质?23.非齐次线性方程组b Ax =的解与其对应的齐次线性方程组0=Ax 的解有什么关系?24.什么叫向量的内积?向量的内积有哪些运算性质?25.什么叫正交向量组?如何把一组线性无关的向量组化为正交向量组?26.什么叫正交矩阵?正交矩阵有哪些性质?27.什么叫矩阵的特征值?什么叫矩阵的特征向量?矩阵的特征值与特征向量有哪些性质?28.如何求矩阵的特征值及特征向量?29.什么叫两个矩阵相似?相似矩阵有哪些性质?30.矩阵与对角矩阵相似的条件是什么(或者说,什么样的矩阵能相似对角化)?如何将一个矩阵相似对角化?31.实对称矩阵有什么重要的性质?如何将一个实对称矩阵对角化?32.什么叫二次型?二次型的矩阵有什么特点?什么叫二次型的秩?33.什么叫二次型的标准形?如何将一个二次型化为标准形(有哪几种方法)?34.什么叫矩阵合同?35.什么叫二次型的规范形?什么叫正惯性指数?什么叫负惯性指数?36.什么叫正定二次型?什么叫正定矩阵?如何判别一个矩阵是否为正定矩阵?着重申明:以下题目仅供复习自测参考,绝无任何暗示意义判断正误:1.逆序数为奇数的排列称为奇排列。
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(1) 扩充法
(2) 子式法
1
2
...
m
mn
(1,2
,...,m
) n m
最高阶非 0 子式的阶数就是矩阵的秩,也就是这个向量组
的秩,并且这个子式的行(列)对应的原向量组的向量就
是这个向量组的一个极大无关组。
(3)初等变换法 同法二构成矩阵,对矩阵进行初等变换。
例 9、设向量组
(1) 1,...,t 线性无关, (2) AX = 0 的每一个解都可以由1,...,t 线性表示。 则1,...,t 叫做 AX = 0 的基础解系。 定理 1、设 Amn ,齐次线性方程组 AX = 0 ,若 r(A) = r n ,则该方程组
的基础解系一定存在,且每一个基础解系中所含解向量的个
2x − y + z = 0
例
7、已知线性方程组
−2x1x−1 +2
x2 x2
+ +
x3 x3
= =
−2
,问当
为何值时,它有唯一
x1 + x2 − 2x3 = 2
解,无解,无穷多解,并在有无穷多解时求解。
五、向量组的线性相关性
1,2,...,s 线性相关 1,2,...,s (s 2) 中至少存在一个向量能由其余 向量线性表示。
=s2,...,n 线性相关
1,2 , ...,n
= 0或 2
...
=0。
n
1
n 个 n 维向量1,2,...,n 线性无关
1,2 , ...,n
0或 2
...
0。
n
例 8、已知向量组1 = (t,2,1) ,2 = (2,t,0) ,3 = (1,−1,1) ,
《线性代数》知识点归纳整理
《线性代数》知识点归纳整理线性代数是数学的一个分支,主要研究向量、向量空间以及线性映射等概念和性质。
它在数学领域具有广泛的应用,被广泛应用于物理学、计算机科学、经济学、工程学等领域。
以下是对《线性代数》的知识点进行归纳整理:1.矩阵和向量:矩阵是一个二维的数字阵列,可以表示为一个矩阵的形式。
向量是矩阵的特殊情况,只有一个列的矩阵。
矩阵和向量可以进行加法和数乘运算。
2.矩阵乘法:矩阵乘法是矩阵运算中的重要操作,它利用矩阵的行和列的组合,将两个矩阵相乘得到新的矩阵。
3.行列式:行列式是一个标量值,用于判断一些矩阵是否可逆。
行列式的值为0表示矩阵不可逆,非零表示矩阵可逆。
4.向量空间:向量空间是一组向量的集合,满足一定的条件。
向量空间具有加法和数乘运算,并满足一定的性质,如封闭性、结合律、分配律等。
5.线性相关与线性无关:向量集合中的向量如果不能由其他向量线性组合得到,则称这个向量集合是线性无关的;反之,如果存在一个向量可以由其他向量线性组合得到,则称这个向量集合是线性相关的。
6.基与维数:如果向量集合是线性无关的,并且能够生成整个向量空间中的所有向量,则称这个向量集合是向量空间的一组基。
向量空间的维数是指基向量的个数。
7.矩阵的秩:矩阵的秩是指矩阵列向量或行向量中的线性无关向量的个数。
秩表示矩阵中线性无关的方向个数。
8.特征值与特征向量:对于一个n维矩阵A,如果存在一个标量λ和非零向量X,使得AX=λX成立,则λ称为矩阵A的特征值,对应的非零向量X称为矩阵A的特征向量。
9.对角化:如果矩阵A可以通过相似变换得到一个对角矩阵B,则称矩阵A可以被对角化。
对角化后的矩阵可以简化各种计算。
10.线性变换:线性变换是指一个向量空间到另一个向量空间的映射,它满足线性性质。
线性变换可以用矩阵来表示,通过矩阵乘法来表示向量的线性变换。
11.正交性:向量集合中的向量如果互相垂直,则称这个向量集合是正交的。
如果正交向量集合中的每个向量都是单位向量,则称这个向量集合是标准正交的。
《线性代数》(考试大纲)
高等教育自学考试衔接考试(课程代码02198)《线性代数》考试大纲课程目标:线性代数课程是高等教育自学考试工科类专业的一门重要的基础理论课,它是为培养满足工科类专业人才的需要而设置的。
通过本课程的自学,使考生系统地学习并获得有关行列式、矩阵、n维向量、线性方程组、矩阵的特征值与特征向量、实二次型的基本知识、必要的基本理论和常用的基本方法。
在此过程中,注重培养考生的抽象思维能力好逻辑推理能力,不断提高自学能力,并为后继课程的学习提供必要的数学基础。
第一章行列式第一节行列式的定义识记:行列式的定义掌握:熟练计算二阶与三阶行列式及简单的n阶行列式。
第二节行列式的性质识记:行列式的性质与计算掌握:掌握并会熟练运用行列式的性质。
第三节行列式按一行(或一列)展开识记:行列式的按一行(或一列)展开定义。
领会:了解行列式的按其第一列展开的递归定义。
掌握:掌握行列式的基本方法。
第四节行列式按k行(或k列)展开识记:清楚行列式中元素的余子式和代数余子式的定义。
领会:余子式和代数余子式计算。
第五节克拉默法则识记:知道克拉默法则掌握:会用克拉默法则求解简单的线性方程组。
克拉默法则。
要求达到“简单应用”层次。
第二章矩阵第一节矩阵的定义识记:矩阵的定义。
要求达到“识记”层次。
了解:知道三角矩阵、对角矩阵、单位矩阵和零矩阵的定义。
第二节矩阵运算识记:矩阵运算及其运算规律。
要求达到“综合应用”层次掌握:掌握矩阵相等与加、减法的定义及其可运算的条件和运算律,掌握矩阵乘法的定义和可乘条件;掌握矩阵乘法的运算法则;注意矩阵乘法不满足交换定律和消去律,知道矩阵乘法与数的乘法的区别。
第三节矩阵分块识记:知道分块矩阵的定义。
掌握:分块矩阵的加法、数科和乘法运算。
第四节可逆矩阵识记:理解可逆矩阵的概念与性质。
方阵的逆矩阵,要求达到“领会”层次。
理解方阵的伴随矩阵的定义。
掌握:熟练掌握方阵可逆条件和求逆运算律,会用伴随矩阵求二阶和三阶矩阵的逆矩阵。
线性代数知识点归纳
第一部分 行列式1. 排列的逆序数2. 行列式按行(列)展开法则3. 行列式的性质及行列式的计算1. 行列式的计算:① (定义法)1212121112121222()1212()n nnn n j j j nj j nj j j j n n nna a a a a a D a a a a a a τ==-∑1②(降阶法)行列式按行(列)展开定理:行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式的乘积之和.推论:行列式某一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零. ③ (化为三角型行列式)上三角、下三角、主对角行列式等于主对角线上元素的乘积.④ 若A B 与都是方阵(不必同阶),则==()mn A OA A O A BO BO BBO A AA B B O B O*==**=-1⑤ 关于副对角线:(1)211212112111()n n nnn n n n n n n a O a a a a a a a Oa O ---*==-1⑥ 范德蒙德行列式:()1222212111112n ijnj i nn n n nx x x x x x x x x x x ≤<≤---=-∏111⑦ a b -型公式:1[(1)]()n a b b b b a bban b a b b b a b b b ba-=+-- ⑧ (升阶法)在原行列式中增加一行一列,保持原行列式不变的方法.⑨ (递推公式法) 对n 阶行列式n D 找出n D 与1n D -或1n D -,2n D -之间的一种关系——称为递推公式,其中 n D ,1n D -,2n D -等结构相同,再由递推公式求出n D 的方法称为递推公式法.(拆分法) 把某一行(或列)的元素写成两数和的形式,再利用行列式的性质将原行列式写成两行列式之和, 使问题简化以例计算.⑩ (数学归纳法)2. 对于n 阶行列式A ,恒有:1(1)nn k n k k k E A S λλλ-=-=+-∑,其中k S 为k 阶主子式;3. 证明0A =的方法:①、A A =-; ②、反证法;③、构造齐次方程组0Ax =,证明其有非零解; ④、利用秩,证明()r A n <; ⑤、证明0是其特征值.4. 代数余子式和余子式的关系:(1)(1)i j i j ij ijij ij M A A M ++=-=-第二部分 矩阵1. 矩阵的运算性质2. 矩阵求逆3. 矩阵的秩的性质4. 矩阵方程的求解1. 矩阵的定义 由m n ⨯个数排成的m 行n 列的表111212122212n n m m mn a a a a a a A a a a ⎛⎫⎪ ⎪= ⎪⎪⎝⎭称为m n ⨯矩阵. 记作:()ij m n A a ⨯=或m n A ⨯① 同型矩阵:两个矩阵的行数相等、列数也相等. ② 矩阵相等: 两个矩阵同型,且对应元素相等. ③ 矩阵运算a. 矩阵加(减)法:两个同型矩阵,对应元素相加(减).b. 数与矩阵相乘:数λ与矩阵A 的乘积记作A λ 或A λ,规定为()ij A a λλ=.c. 矩阵与矩阵相乘:设()ij m s A a ⨯=, ()ij s n B b ⨯=,则()ij m n C AB c ⨯==, 其中注:矩阵乘法不满足:交换律、消去律, 即公式00AB BAAB A ==⇒=或B=0不成立.a. 分块对角阵相乘:11112222,A B A B A B ⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⇒11112222A B AB A B ⎛⎫= ⎪⎝⎭,1122nn n A A A ⎛⎫= ⎪⎝⎭b. 用对角矩阵Λ○左乘一个矩阵,相当于用Λ的对角线上的各元素依次乘此矩阵的○行向量; c. 用对角矩阵Λ○右乘一个矩阵,相当于用Λ的对角线上的各元素依次乘此矩阵的○列向量. d. 两个同阶对角矩阵相乘只用把对角线上的对应元素相乘. ④ 方阵的幂的性质:mn m n AA A +=, ()()m n mn A A =⑤ 矩阵的转置:把矩阵A 的行换成同序数的列得到的新矩阵,叫做A 的转置矩阵,记作TA . a. 对称矩阵和反对称矩阵: A 是对称矩阵T A =.A 是反对称矩阵T A =-.b. 分块矩阵的转置矩阵:TTT TT A B A C C D BD ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⑥ 伴随矩阵: ()1121112222*12n Tn ij nnnn A A A A A A AA A A A ⎛⎫ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪⎝⎭,ij A 为A 中各个元素的代数余子式. **AAA A A E ==,1*n A A -=, 11A A --=.分块对角阵的伴随矩阵:***A BA B AB ⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ *(1)(1)mn mn A A B B B A**⎛⎫-⎛⎫= ⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭2. 逆矩阵的求法 方阵A 可逆 0A ≠.①伴随矩阵法 1A A A *-= ○注: 1a b d b c d c a ad bc --⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭1 主换位副变号② 初等变换法 1()()A E E A -−−−−→初等行变换③ 分块矩阵的逆矩阵:111A A B B ---⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 111A B BA---⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭④1231111213a a a a a a -⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 3211111213a a a a a a -⎛⎫⎛⎫⎪⎪=⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⑤ 配方法或者待定系数法 (逆矩阵的定义1A B B A E A B-==⇒=) 3.可画出一条阶梯线,线的下方全为0;每个台阶只有一行,台阶数即是非零行的行数,阶梯线的竖 线后面的第一个元素非零. 当非零行的第一个非零元为1,且这些非零元所在列的其他元素都是0时, 4. 初等变换与初等矩阵 对换变换、倍乘变换、倍加(或消法)变换☻矩阵的初等变换和初等矩阵的关系:①对A施行一次初等○行变换得到的矩阵,等于用相应的初等矩阵○左乘A;②对A施行一次初等○列变换得到的矩阵,等于用相应的初等矩阵○右乘A.注意:初等矩阵是行变换还是列变换,由其位置决定:左乘为初等行矩阵、右乘为初等列矩阵.5.关于A矩阵秩的描述:①、()=r A r,A中有r阶子式不为0,1+r阶子式(存在的话) 全部为0;②、()<r A r,A的r阶子式全部为0;③、()≥r A r,A中存在r阶子式不为0;☻矩阵的秩的性质:①()A O r A≠⇔≥1; ()0A O r A=⇔=;0≤()m nr A⨯≤min(,)m n②()()()T Tr A r A r A A==③()()r kA r A k=≠其中0④()(),,()m n n sr A r B nA B r ABB Ax⨯⨯+≤⎧=⇒⎨=⎩若若0的列向量全部是的解⑤()r AB≤{}min(),()r A r B⑥若P、Q可逆,则()()()()r A r PA r AQ r PAQ===;即:可逆矩阵不影响矩阵的秩.⑦若()()()m nAxr AB r Br A nAB O B OAAB AC B Cο⨯⇔=⎧⎪=⎧⎪=⎨⎪⇒=⇒=⎧⎨⎪⎨⎪⎪=⇒=⎩⎩⎩只有零解在矩阵乘法中有左消去律;若()()()n sr AB r Br B nB⨯=⎧=⇒⎨⎩在矩阵乘法中有右消去律.⑧()r rE O E Or A r A AO O O O⎛⎫⎛⎫=⇒ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭若与唯一的等价,称为矩阵的等价标准型.⑨()r A B±≤()()r A r B+, {}max(),()r A r B≤(,)r A B≤()()r A r B+⑩()()A O O Ar r A r BO B B O⎛⎫⎛⎫==+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ()()A Cr r A r BO B⎛⎫≠+⎪⎝⎭☻求矩阵的秩:定义法和行阶梯形阵方法 6 矩阵方程的解法(0A ≠):设法化成AX B XA B ==(I) 或 (II)第三部分 线性方程组1. 向量组的线性表示2. 向量组的线性相关性3. 向量组的秩4. 向量空间5.线性方程组的解的判定6. 线性方程组的解的结构(通解)(1)齐次线性方程组的解的结构(基础解系与通解的关系) (2)非齐次线性方程组的解的结构(通解) 1.线性表示:对于给定向量组12,,,,n βααα,若存在一组数12,,,n k k k 使得1122n n k k k βααα=+++,则称β是12,,,n ααα的线性组合,或称称β可由12,,,n ααα的线性表示.线性表示的判别定理:β可由12,,,n ααα的线性表示由n 个未知数m 个方程的方程组构成n 元线性方程:①、11112211211222221122n n n n m m nm n na x a x a xb a x a x a x b a x a x a x b +++= ⎧⎪+++= ⎪⎨⎪⎪+++=⎩有解 ②、1112111212222212⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪=⇔= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭n n m m mn m m a a a x b a a a x b Ax a a a x b β③、()1212n n x x aa a x β⎛⎫⎪ ⎪= ⎪⎪⎝⎭(全部按列分块,其中12n b b b β⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭); ④、1122n n a x a x a x β+++=(线性表出)⑤、有解的充要条件:()(,)r A r A n β=≤(n 为未知数的个数或维数)2. 设,,m n n s A B ⨯⨯A 的列向量为12,,,n ααα⋅⋅⋅,B 的列向量为12,,,s βββ⋅⋅⋅,则m sAB C ⨯=⇔()()1112121222121212,,,,,,s s n s n n ns b b b b bb c c c b b b ααα⎛⎫ ⎪ ⎪⋅⋅⋅= ⎪⎪⎝⎭⇔i i A c β= ,(,,)i s =1,2⇔i β为i Ax c =的解 ⇔12,,,s c c c 可由12,,,n ααα⋅⋅⋅线性表示.即:C 的列向量能由A 的列向量线性表示,B 为系数矩阵. 同理:C 的行向量能由B 的行向量线性表示,A 为系数矩阵.即: 1112111212222212n n n n mn n m a a a c a a a c a a a c βββ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪= ⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⇔111122*********22211222n n m m mn ma a a c a a a c a a a c βββββββββ+++=⎧⎪+++=⎪⎨⎪⎪+++=⎩3. 线性相关性判别方法:法1法2法3 推论♣ 线性相关性判别法(归纳)♣ 线性相关性的性质① 零向量是任何向量的线性组合,零向量与任何同维实向量正交. ② 单个零向量线性相关;单个非零向量线性无关.③ 部分相关,整体必相关;整体无关,部分必无关. (向量个数变动)④ 原向量组无关,接长向量组无关;接长向量组相关,原向量组相关. (向量维数变动) ⑤ 两个向量线性相关⇔对应元素成比例;两两正交的非零向量组线性无关. ⑥ 向量组12,,,n ααα⋅⋅⋅中任一向量i α(1≤i ≤)n 都是此向量组的线性组合.⑦ 若12,,,n ααα⋅⋅⋅线性无关,而12,,,,n αααβ⋅⋅⋅线性相关,则β可由12,,,n ααα⋅⋅⋅线性表示,且表示法唯一 4. 最大无关组相关知识向量组12,,,n ααα的极大无关组所含向量的个数,称为这个向量组的秩.记作12(,,,)n r αααA 经过有限次初等变换化为B .12,,,n ααα⋅⋅⋅和12,,,n βββ⋅⋅⋅可以相互线性表示. 记作:()()1212,,,,,,n n αααβββ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅① 矩阵的行向量组的秩=列向量组的秩=矩阵的秩. 行阶梯形矩阵的秩等于它的非零行的个数.② 矩阵的初等变换不改变矩阵的秩,且不改变行(列)向量间的线性关系③ 向量组12,,,s βββ⋅⋅⋅可由向量组12,,,n ααα⋅⋅⋅线性表示,且s n >,则12,,,s βββ⋅⋅⋅线性相关.向量组12,,,s βββ⋅⋅⋅线性无关,且可由12,,,n ααα⋅⋅⋅线性表示,则s ≤n .④ 向量组12,,,s βββ⋅⋅⋅可由向量组12,,,n ααα⋅⋅⋅线性表示,且12(,,,)s r βββ⋅⋅⋅12(,,,)n r ααα=⋅⋅⋅,则两向量组等价; ⑤ 任一向量组和它的极大无关组等价.向量组的任意两个极大无关组等价. ⑥ 向量组的极大无关组不唯一,但极大无关组所含向量个数唯一确定. ⑦ 若两个线性无关的向量组等价,则它们包含的向量个数相等. ⑧ 设A 是m n ⨯矩阵,若()r A m =,A 的行向量线性无关; 5. 线性方程组理论Ax β=1122n n x x x αααβ+++=1112111212222212,,n n m m mn n m a a a x b a a a x b A x a a a x b β⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 其中 12,,2,,j j j mj j n αααα⎛⎫ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭1(1)解得判别定理(2)线性方程组解的性质:1212121211221212(1),,(2),,(3),,,,,,,,(4),,(5),,(6k k k k Ax Ax k k Ax k Ax Ax Ax Ax Ax ηηοηηηοηηηηολλλληληληγβηογηβηηβηηο=+⎫⎪=⎪⎬=⎪⎪++⎭==+==-= 是的解也是它的解 是的解对任意也是它的解齐次方程组 是的解对任意个常数 也是它的解 是的解是其导出组的解是的解 是的两个解是其导出组的解211212112212112212),(7),,,,100k k k k k k k Ax Ax Ax Ax Ax ηβηηηοηηηβληληληβλλλληληληλλλ⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪=⇔-=⎪=⎪⎪+++=⇔+++=⎪⎪+++=⇔+++=⎩ 是的解则也是它的解是其导出组的解 是的解则也是的解 是的解(3) 判断12,,,s ηηη是Ax ο=的基础解系的条件:① 12,,,s ηηη线性无关; ② 12,,,s ηηη都是Ax ο=的解;③ ()s n r A =-=每个解向量中自由未知量的个数. (4) 求非齐次线性方程组Ax = b 的通解的步骤 (5)其他性质一个齐次线性方程组的基础解系不唯一. √ 若η*是Ax β=的一个解,1,,,s ξξξ是Ax ο=的一个解⇒1,,,,s ξξξη*线性无关√ Ax ο=与Bx ο=同解(,A B 列向量个数相同)⇔()()A r r A r B B ⎛⎫== ⎪⎝⎭, 且有结果: ① 它们的极大无关组相对应,从而秩相等;② 它们对应的部分组有一样的线性相关性; ③ 它们有相同的内在线性关系.√ 矩阵m n A ⨯与l n B ⨯的行向量组等价⇔齐次方程组Ax ο=与Bx ο=同解⇔PA B =(左乘可逆矩阵P );矩阵m n A ⨯与l n B ⨯的列向量组等价⇔AQ B =(右乘可逆矩阵Q ).第四部分 方阵的特征值及特征向量1. 施密特正交化过程2. 特征值、特征向量的性质及计算3. 矩阵的相似对角化,尤其是对称阵的相似对角化1.①n 个n 维线性无关的向量,两两正交,每个向量长度为1.②1(,)ni i i a b αβ===∑③(,)0αβ=. 记为:αβ⊥④21ni i a α====∑⑤(,1ααα==. 即长度为1的向量.2. 内积的性质: ① 正定性:(,)0,(,)0αααααο≥=⇔=且 ② 对称性:(,)(,)αββα=③ 线性性:1212(,)(,)(,)ααβαβαβ+=+3. ① 设A 是一个n 阶方阵, 若存在数λ和n 维非零列向量x , 使得 Ax x λ=,则称λ是方阵A 的一个特征值,x 为方阵A 的对应于特征值λ的一个特征向量.②0E A λ-=(或0A E λ-=).③()E A λϕλ-=(或()A E λϕλ-=).④ ()ϕλ是矩阵A 的特征多项式⇒()A O ϕ=⑤12n A λλλ= 1ni A λ=∑tr ,A tr 称为矩阵A⑥ 上三角阵、下三角阵、对角阵的特征值就是主对角线上的n 各元素. ⑦ 若0A =,则λ=0为A 的特征值,且Ax ο=的基础解系即为属于λ=0的线性无关的特征向量.⑧ ()1r A =⇔A 一定可分解为A =()1212,,,n n a a b b b a ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭、21122()n n A a b a b a b A =+++,从而A 的特征值为:11122n n A a b a b a b λ==+++tr , 23n λλλ====0.○注()12,,,Tn a a a 为A 各行的公比,()12,,,n b b b 为A 各列的公比.⑨ 若A 的全部特征值12,,,n λλλ,()f A 是多项式,则:① 若A 满足()f A O=⇒A 的任何一个特征值必满足()i f λ=0②()f A 的全部特征值为12(),(),,()n f f f λλλ;12()()()()n f A f f f λλλ=.⑩ A 与TA 有相同的特征值,但特征向量不一定相同. 4. 特征值与特征向量的求法 (1) 写出矩阵A 的特征方程0A E λ-=,求出特征值i λ.(2) 根据()0i A E x λ-=得到 A 对应于特征值i λ的特征向量. 设()0i A E x λ-=的基础解系为 12,,,in r ξξξ- 其中()i i r r A E λ=-.则A 对应于特征值i λ的全部特征向量为1122,i i n r n r k k k ξξξ--+++其中12,,,i n r k k k -为任意不全为零的数.5. ①1P AP B -= (P 为可逆矩阵) ②1P AP B -= (P 为正交矩阵)③A 与对角阵Λ相似.(称Λ是A6. 相似矩阵的性质: ①E A E B λλ-=-,从而,A B 有相同的特征值,但特征向量不一定相同.○注α是A 关于0λ的特征向量,1P α-是B 关于0λ的特征向量.②A B =tr tr ③A B = 从而,A B 同时可逆或不可逆④ ()()r A r B =⑤若A 与B 相似, 则A 的多项式()f A 与B 的多项式()f A 相似. 7. 矩阵对角化的判定方法① n 阶矩阵A 可对角化 (即相似于对角阵) 的充分必要条件是A 有n 个线性无关的特征向量. 这时,P 为A 的特征向量拼成的矩阵,1PAP -为对角阵,主对角线上的元素为A 的特征值.设i α为对应于i λ的线性无关的特征向量,则有:121n P AP λλλ-⎛⎫⎪ ⎪=⎪ ⎪⎝⎭. ② A 可相似对角化⇔()i i n r E A k λ--=,其中i k 为i λ的重数⇔A 恰有n 个线性无关的特征向量.○注:当iλ=0为A 的重的特征值时,A 可相似对角化⇔i λ的重数()n r A =-=Ax ο=基础解系的个数.③ 若n 阶矩阵A 有n 个互异的特征值⇒A 可相似对角化.8. 实对称矩阵的性质:① 特征值全是实数,特征向量是实向量; ② 不同特征值对应的特征向量必定正交;○注:对于普通方阵,不同特征值对应的特征向量线性无关; ③ 一定有n 个线性无关的特征向量. 若A 有重的特征值,该特征值i λ的重数=()i n r E A λ--; ④ 必可用正交矩阵相似对角化,即:任一实二次型可经正交变换化为标准形;⑤ 与对角矩阵合同,即:任一实二次型可经可逆线性变换化为标准形; ⑥ 两个实对称矩阵相似⇔有相同的特征值. 9. 正交矩阵 TAAE =正交矩阵的性质:① 1TAA -=;② TT AAA A E ==;③ 正交阵的行列式等于1或-1;④ A 是正交阵,则TA ,1A -也是正交阵; ⑤ 两个正交阵之积仍是正交阵;⑥ A 的行(列)向量都是单位正交向量组.10. 11.123,,ααα线性无关,单位化:111βηβ=222βηβ=333βηβ=技巧:取正交的基础解系,跳过施密特正交化。
线性代数复习资料
第一部分、复习纲要1、行列式:掌握行列式的计算:①利用行列式的性质②按行(列)展开③利用已知特征值.2、矩阵及其运算:熟练掌握矩阵的运算(线性运算及矩阵乘法),会用伴随矩阵求逆阵,知道矩阵分块的运算律.3、矩阵的初等变换与线性方程组:熟练掌握用矩阵的初等行变换把矩阵化成行阶梯形和行最简形;掌握用初等变换求可逆矩阵的逆矩阵的方法(包括求B A 1-);熟练掌握用矩阵的初等变换求解线性方程组的方法;会讨论带参数的方程组的解的情况.4、向量组的线性相关性:熟悉一个向量能由一个向量组线性表示这一概念与线性方程组的联系;知道两向量组等价的概念;熟悉向量驵线性相关、线性无关的概念与齐次线性方程组的联系;会用初等变换求向量组的秩和最大无关组;掌握齐次方程组的秩与解空间的维数之间的关系,熟悉基础解系的求法;会求向量组生成的向量空间的维数,会求从旧基到新基的过渡矩阵及向量的一个基下的坐标.5、相似矩阵及二次型:了解内积、长度、正交、规范正交基、正交阵、特征值与特征向量的概念;掌握特征值与特征向量的求法,熟悉特征值的性质;知道矩阵相似、合同的概念及性质,熟悉二次型及其矩阵表示,掌握用正交变换把二次型化为标准型的方法;知道对称阵的性质、可对角化的条件,二次型的正定性及判别法等.第二部分、典型题型一、填空题1、设4阶矩阵A 的秩()2R A =,S 是齐次线性方程组0Ax =的解空间,则S 的维数为__2_____,A 的伴随矩阵*A 的秩是______0_______.2、 已知3阶方阵A 的特征值为1,2,-3,则A 的迹t r A =___0_____,det A =___-6_____,*|32|A A E ++=_____25________,3、n 阶矩阵A 可对角化的充分必要条件是_____A 有n 个线性无关的特征向量_________________.对称阵A 为正定的充分必要条件是________ A 合同于单位矩阵E__________.4、向量组123451122102151,,,,.2031311041ααααα⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=====⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦它的秩是__3_______,一个最大无关组是_____321,,ααα_______________________.5、 实二次型22212312133924f x x x x x x x =++-+的秩r = ,正惯性指数p = ,它是 定的. 6、设1200250000250038A ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则||A = 1 ,1A -= ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----2300580000120025 . 7、设n 元线性方程组Ax b =的系数矩阵A 的秩为r ,若此方程组有解,则当 r =n 时,方程组有惟一解;当 r <n 时方程组有无穷多解. 8、矩阵00A C B ⎛⎫=⎪⎝⎭的伴随矩阵*C =___⎪⎪⎭⎫⎝⎛A B 00___________. 9、向量123α⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,321β⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,矩阵T A αβ=,则6A =___A 510___________.10、设A 为n 阶矩阵(n ≥2),*A 为A 的伴随阵,则当()R A n =时,)(*A R = n ___;当()1R A n =-时,)(*A R = _1 _ ;当()1R A n <- 时,)(*A R = 0 .11、设3阶矩阵A 的特征值为2,1,3-,*2B E A =-(其中*A 是A 的伴随矩阵),则B 的行列式||B =__-385____.12、设12243311A t-⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭,并且A 的列向量组线性相关,则t = 3 . 13、已知4维列向量组123451122102151,,,,.2031311041ααααα⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=====⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦所生成的向量空间为V ,则V的维数dim V = _3____.二、解答题1、设3112513420111533D ---=---,D 的(,)i j 元的代数余子式记作ij A ,求31323334322A A A A +-+. 2、计算n 阶行列式121212333nn n n x x x x x x D x x x ++=+4、设112201102P ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭,500010005-⎛⎫ ⎪Λ= ⎪ ⎪⎝⎭,并且AP P =Λ,求100A .5、设202010001P ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭, 200010002⎛⎫ ⎪Λ= ⎪ ⎪⎝⎭,并且AP P =Λ,求100A .6、非齐次线性方程组123123212322,2,2.x x x x x x x x x λλ-++=-⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩当λ取何值时有解?并求出它的通解.7、非齐次线性方程组13123123,421,642 3.x x x x x x x x λλλ+=⎧⎪++=+⎨⎪++=+⎩当λ取何值时有解?并求出它的通解.8、设方阵A 满足:220A A E --=,证明A 及2A E +都可逆,并求1A -及1(2)A E -+9、设n 阶矩阵A 和B 满足AB A B =+,(i )证明A E -为可逆矩阵;(ii )若350120002A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,求B .10、已知向量11010α⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,2222a α⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,,33111α⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,416b β⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦, (a )问a ,b 取何值时,β不能由向量组123,,ααα线性表示?(b )问a ,b 取何值时,β能由向量组123,,ααα线性表示?并且写出其一般表示式.、D 、之和的值求第四行各元素余子式设行列式22350070222204033--=11、求向量组1133α⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,2121α⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,3112α⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭,4213α⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭的一个最大无关组与秩,并把其余向量用最大无关组线性表示.12、已知二次型为 222123232334f x x x x x =+++(1)写出二次型f 的矩阵表达式;(2)求一个正交变换x Py =,把二次型f 化为标准形,并写出该标准形..、ax x x x b x x a x x x x x x x x b a 、通解并在有无穷多解时求其无解或有无穷多解有惟一解线性方程组为何值时问?.123,2)3(,122,0,,1343214324324321⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+++=--+-=++=+++.AP P P ,a a A 、Λ=Λ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-1,,6002802214使并求可逆矩阵的值试求常数相似于对角阵若矩阵。
工程数学线性代数复习资料
工程数学(线性代数)复习资料一、矩阵和行列式1、了解矩阵的相关概念;矩阵的加、减、数乘以矩阵和矩阵的乘法;会求逆矩阵;2、了解行列式相关性质及利用行列式的性质进行运算;3、理解n 级排列的定义,会求排列的逆序数并判断是奇排列还是偶排列;4、会利用克莱姆法则判断方程组的解并解方程。
二、向量空间1、了解向量的相关概念;熟悉向量的运算;2、理解向量组线性相关和线性无关的定义;并能判断向量组线性相关和线性无关;3、了解向量组秩的概念并能求出其秩。
三、矩阵的秩与线性方程组1、了解矩阵秩的概念并能利用矩阵的初等行变换求矩阵秩;2、利用高斯消元法解线性方程组;3、利用矩阵的秩来判断齐次解线性方程组和非齐次解线性方程组解的结构。
四、特征值与特征向量1、熟悉特征值与特征向量的基本概念、性质及运算;2、了解相似矩阵的概念、方阵可对角化的充要条件;3、了解内积、正交向量组与正交矩阵的概念;能利用施密特正交化方法把向量组化成正交单位向量组。
附复习题一、单项选择题1.设A 为3阶方阵,且|A |=2,则|2A -1|=( D ) A .-4 B .-1 C .1D .42.设A 为任意n 阶矩阵,下列矩阵中为反对称矩阵的是( B ) A .A +A TB .A -A TC .AA TD .A T A3.矩阵⎪⎪⎭⎫⎝⎛-0133的逆矩阵是( C )A .⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3310B .⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3130C .⎪⎪⎭⎫⎝⎛-13110 D .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-01311 4.设行列式2211b a b a =1,2211c a c a =2,则222111c b a c b a ++=( D )A .-3B .-1C .1D .35.设矩阵A ,B ,C 为同阶方阵,则(ABC )T =( B ) A .A T B T C T B .C T B T A T C .C T A T B T D .A T C T B T6.设向量组α1,α2,…,αs 线性相关,则必可推出( D ) A .α1,α2,…,αs 中至少有一个向量为零向量 B .α1,α2,…,αs 中至少有两个向量成比例C .α1,α2,…,αs 中至少有一个向量可以表示为其余向量的线性组合D .α1,α2,…,αs 中每一个向量都可以表示为其余向量的线性组合7.设A 为m×n 矩阵,则齐次线性方程组Ax=0仅有零解的充分必要条件是( C ) A .A 的列向量组线性无关 B .A 的列向量组线性相关 C .A 的行向量组线性无关 D .A 的行向量组线性相关8.设⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=3500030000200041A ,则A 的特征值是( C ) A .2,2,1,1 B .3,2,1,1 C .3,3,2,1 D .3,2,2,1 9.设行列式D=333231232221131211a a a a a a a a a =3,D 1=333231312322212113121111252525a a a a a a a a a a a a +++,则D 1的值为( C ) A .-15 B .-6 C .6 D .1510.设3阶方阵A 的秩为2,则与A 等价的矩阵为( B) A .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000000111 B .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000110111 C .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛000222111 D .⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛333222111 11.向量组α1,α2,…αs ,(s >2)线性无关的充分必要条件是( D ) A .α1,α2,…,αs 均不为零向量B .α1,α2,…,αs 中任意两个向量不成比例C .α1,α2,…,αs 中任意s-1个向量线性无关D .α1,α2,…,αs 中任意一个向量均不能由其余s-1个向量线性表示 12.设A ,B 为可逆矩阵,则分块矩阵00A B ⎛⎫⎪⎝⎭的逆矩阵为( A ). A .1100A B --⎛⎫⎪⎝⎭ B .1100B A --⎛⎫⎪⎝⎭ C 1100A B --⎛⎫ ⎪⎝⎭ D .1100B A--⎛⎫ ⎪⎝⎭ 13.设A ,B 均为方阵且可逆,满足AXB C =则下列命题中正确是( C ) A .11X A B C --= B .11X CA B --= C .11X A CB --=D .11X B CA --=14.设A ,B 均为n 阶方阵且可逆,A 为A 的行列式,则下列命题中不正确是( B )A .TA A =B .A A λλ= C .AB A B = D .11AA-=15.设A 、B 、C 均为n 阶方阵,则下列命题中不正确是( C ) A .()()A B C A B C ++=++ B .()()AB C A BC = C .AB BA = D .()A B C AB AC +=+ 16.设A 、B 为n 阶方阵,满足0AB =,则必有( B )A .0A =或0B = B .0A =或0B =C .0BA =D .0A B +=17.3阶行列式j i a =011101110---中元素21a 的代数余了式21A =( B ) A .-2 B .-1 C .1 D .218.设A 为m n ⨯矩阵,且非奇次线性方程组Ax b =有唯一解,则必有( C )A .m n =B .秩()A m =C .秩()A n =D .秩()A n <19.设n 阶可逆矩阵A 、B 、C 满足ABC =E ,则B -1=( A ) A .A -1C -1 B .C -1A -1 C .AC D .CA 20.设4321,,,αααα是一个4维向量组,若已知4α可以表为321,,ααα的线性组合,且表示法惟一,则向量组4321,,,αααα的秩为( C )A .1B .2C .3D .4 21.设向量组4321,,,αααα,下列命题中正确是( C ) A .12233441,,,αααααααα++++线性无关 B .12233441,,,αααααααα----线性无关 C .12233441,,,αααααααα+++-线性无关 D .12233441,,,αααααααα++--线性无关22.矩阵563101,121-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪⎝⎭的特征值是( A ) A .1232λλλ=== B .1231λλλ=== C .1231,2λλλ=== D .1233λλλ=== 23.排列()1,2,3,,12,2,,6,4,2⋅⋅⋅-⋅⋅⋅n n 的逆序数为( C ) A .()1+n n B .()1-n n C .2n D .n24.排列(1,8,2,7,3,6,4,5)是( A )A .偶排列B .奇排列C .非奇非偶D .以上都不对 25.齐次线性方程组0=AX 有零解的充要条件是( A ) A .0≠A B .0=A C .1=A D .1≠A二、填空题1.若,3,2,1,0=≠i b a i i 则行列式332313322212312111b a b a b a b a b a b a b a b a b a =( 0 ) 2.设矩阵A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321,则行列式|A TA |=( 4 )3.若齐次线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++000333232131323222121313212111x a x a x a x a x a x a x a x a x a 有非零解,则其系数行列式的值为 ( 0 )4.设矩阵A =⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛100020101,矩阵B=A-E ,则矩阵B 的秩r(B )=( 2 )5.设A 是4×3矩阵,若齐次线性方程组Ax =0只有零解,则矩阵A 的秩r(A )= ( 4 )6.已知某个3元非齐次线性方程组Ax=b 的增广矩阵A 经初等行变换化为:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----→1)1(0021201321a a a A ,若方程组无解,则a 的取值为( 0 )7.设⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=22111212112a a A 使()3=A R ,则a (2,1≠≠a a ) 8.设矩阵A =⎪⎭⎫ ⎝⎛--311102,B =⎪⎭⎫ ⎝⎛753240,则A T B = 33335791119--⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭9.方程组12340x x x x +=⎧⎨-=⎩的基础解系为(11100ξ-⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ 20011ξ⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭).10.设向量组α1=(6,4,1,-1,2),α2=(1,0,2,3,4),α3=(1,4,-9,-6,22)α4=(7,1,0,-1,3),则向量组的秩为 ( 4 )11.设A 可逆,A λ可逆,则A λ1()A λ-=(11A λ-).12.设矩阵A=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4321,P=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1011,则TAP =3274⎛⎫⎪⎝⎭. 13.设矩阵A=020003400⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭,则A -1=001/41/20001/30⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ 14.111122220000000a b c d a b c d =(()()512211221a b a b c d c d ∂=--) 15.使排列1274569j k 为偶排列,则j =( 8 )k =( 3 ).16.已知3阶行列式33323123222113121196364232a a a a a a a a a =6,则333231232221131211a a a a a a a a a =(16). 17.若0λ=是方阵A 的一个特征值,则()det A =( 0 ).18.设A =⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0121,则A 2-2A +E =2211--⎛⎫⎪-⎝⎭.19.若向量组()11,1,0t ∂=+,()21,2,0∂=,()230,0,1t ∂=+线性相关,则t =( 1 ).20.设向量组1α=(a ,1,1),2α=(1,-2,1), 3α=(1,1,-2)线性相关,则数a =(-2).21.若向量组U 与向量组(1,2,3,4),(2,3,4,5),(0,0,1,2)等价,则U 的秩(3). 22.设A 为3阶方阵,()det 3A =-,则()det 2A -=( 24 )23.方程组12312321231x x x x x x x x x λλλλλ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩,当λ=( 1 )时有无穷多解。
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《线性代数》复习提纲
第一部分:基本要求(计算方面)
四阶行列式的计算;
N阶特殊行列式的计算(如有行和、列和相等);
矩阵的运算(包括加、减、数乘、乘法、转置、逆等的混合运算);
求矩阵的秩、逆(两种方法);解矩阵方程;
含参数的线性方程组解的情况的讨论;
齐次、非齐次线性方程组的求解(包括唯一、无穷多解);讨论一个向量能否用向量组线性表示;
讨论或证明向量组的相关性;
求向量组的极大无关组,并将多余向量用极大无关组线性表示;
将无关组正交化、单位化;
求方阵的特征值和特征向量;
讨论方阵能否对角化,如能,要能写出相似变换的矩阵及对角阵;
通过正交相似变换(正交矩阵)将对称矩阵对角化;
写出二次型的矩阵,并将二次型标准化,写出变换矩阵;判定二次型或对称矩阵的正定性。
第二部分:基本知识
一.矩阵
1.矩阵的基本概念(表示符号、一些特殊矩阵――如单位矩阵、对角、对称矩阵等);
2.矩阵的运算
(1)加减、数乘、乘法运算的条件、结果;
(2)关于乘法的几个结论:
①矩阵乘法一般不满足交换律(若AB=BA,称A、B是可交换矩阵);
②矩阵乘法一般不满足消去律、零因式不存在;
③若A、B为同阶方阵,则|AB|=|A||B|;
④|kA|=n k|A|
3.矩阵的秩
(1)定义非零子式的最大阶数称为矩阵的秩;
(2)秩的求法一般不用定义求,而用下面结论:
矩阵的初等变换不改变矩阵的秩;阶梯形矩阵的秩等于非零行的个数(每行的第一个非零元所在列,从此元开始往下全为0的矩阵称为行阶梯阵)。
求秩:利用初等变换将矩阵化为阶梯阵得秩。
4.逆矩阵
(1)定义:A、B为n阶方阵,若AB=BA=E,称A 可逆,B是A的逆矩阵(满足半边也成立);
(2)性质:(AB)1-=(B1-)*(A1-),(A T)1-=(A1-)T;(A B的逆矩阵,你懂的)(注意顺序)
(3)可逆的条件:
①|A|≠0;②r(A)=n; ③A等价于E;
(4)逆的求解
伴随矩阵法A1-=(1/|A|)A*;(A* A的伴随矩阵~)
②初等变换法(A:E)⇒(施行初等变换)(E:A1-)5.用逆矩阵求解矩阵方程:
AX=B,则X=(A1-)B;
XB=A,则X=B(A1-);
AXB=C,则X=(A1-)C(B1-)
二、行列式
1.行列式的定义
用n2个元素aij组成的记号称为n阶行列式。
(1)它表示所有可能的取自不同行不同列的n个元素乘积的代数和;
(2)展开式共有n!项,其中符号正负各半;
2.行列式的计算
一阶|α|=α行列式,二、三阶行列式有对角线法则;
N阶(n>=3)行列式的计算:降阶法
定理:n阶行列式的值等于它的任意一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积的和。
方法:选取比较简单的一行(列),保留一个非零元素,其余元素化为0,利用定理展开降阶。
特殊情况
上、下三角形行列式、对角形行列式的值等于主对角线上元素的乘积;
(2)行列式值为0的几种情况:
Ⅰ行列式某行(列)元素全为0;
Ⅱ行列式某两行(列)的对应元素相同;
Ⅲ行列式某两行(列)的元素对应成比例;
三、线性方程组
1.线性方程组解的判定
定理:
(1) r(A,b)≠r(A) 无解;
(2) r(A,b)=r(A)=n 有唯一解;
(3)r(A,b)=r(A)<n 有无穷多组解;
特别地:对齐次线性方程组AX=0
(1) r(A)=n 只有零解;
(2) r(A)<n 有非零解;
再特别,若为方阵,
(1)|A|≠0 只有零解
(2)|A|=0 有非零解
2.齐次线性方程组
(1)解的情况:
r(A)=n,(或系数行列式D≠0)只有零解;
r(A)<n,(或系数行列式D=0)有无穷多组非零解。
(2)解的结构:
X=c1α1+c2α2+…+Cn-rαn-r。
(3)求解的方法和步骤:
①将增广矩阵通过行初等变换化为最简阶梯阵;
②写出对应同解方程组;
③移项,利用自由未知数表示所有未知数;
④表示出基础解系;
⑤写出通解。
3.非齐次线性方程组
(1)解的情况:
利用判定定理。
(2)解的结构:
X=u+c1α1+c2α2+…+Cn-rαn-r。
(3)无穷多组解的求解方法和步骤:
与齐次线性方程组相同。
(4)唯一解的解法:
有克莱姆法则、逆矩阵法、消元法(初等变换法)。
四、向量组
1.N维向量的定义
注:向量实际上就是特殊的矩阵(行矩阵和列矩阵)。
2.向量的运算:
(1)加减、数乘运算(与矩阵运算相同);
(2)向量内积α'β=a1b1+a2b2+…+anbn;
(3)向量长度
|α|=√α'α=√(a1^2+a2^2+…+an^2) (√ 根号)
(4)向量单位化(1/|α|)α;
(5)向量组的正交化(施密特方法)
设α1,α 2,…,αn线性无关,则
β1=α1,
β2=α2-(α2’β1/β1’β)*β1,
β3=α3-(α3’β1/β1’β1)*β1-(α3’β2/β2’β2)*β2,………。
3.线性组合
(1)定义若β=k1α1+k2α 2+…+knαn,则称β是向量组α1,α 2,…,αn的一个线性组合,或称β可以用向
量组α1,α 2,…,αn的一个线性表示。
(2)判别方法将向量组合成矩阵,记
A=(α1,α 2,…,αn),B=(α1,α2,…,αn,β)
若r (A)=r (B),则β可以用向量组α1,α 2,…,αn的一个线性表示;
若r (A)≠r (B),则β不可以用向量组α1,α 2,…,αn 的一个线性表示。
(3)求线性表示表达式的方法:
将矩阵B施行行初等变换化为最简阶梯阵,则最后一列元素就是表示的系数。
4.向量组的线性相关性
(1)线性相关与线性无关的定义
设k1α1+k2α2+…+knαn=0,
若k1,k2,…,kn不全为0,称线性相关;
若k1,k2,…,kn全为0,称线性无关。
(2)判别方法:
①r(α1,α 2,…,αn)<n,线性相关;
r(α1,α 2,…,αn)=n,线性无关。
②若有n个n维向量,可用行列式判别:
n阶行列式aij=0,线性相关(≠0无关)(行列式太不好打了)
5.极大无关组与向量组的秩
(1)定义极大无关组所含向量个数称为向量组的秩(2)求法设A=(α1,α 2,…,αn),将A化为阶梯阵,则A的秩即为向量组的秩,而每行的第一个非零元所在列的向量就构成了极大无关组。
五、矩阵的特征值和特征向量
1.定义对方阵A,若存在非零向量X和数λ使AX=λX,则称λ是矩阵A的特征值,向量X称为矩阵A的对应于特征值λ的特征向量。
2.特征值和特征向量的求解:
求出特征方程|λI-A|=0的根即为特征值,将特征值λ代入对应齐次线性方程组(λI-A)X=0中求出方程组的所有非零解即为特征向量。
3.重要结论:
(1)A可逆的充要条件是A的特征值不等于0;
(2)A与A的转置矩阵A'有相同的特征值;
(3)不同特征值对应的特征向量线性无关。
六、矩阵的相似
1.定义对同阶方阵A、B,若存在可逆矩阵P,使
P^-1AP=B,则称A与B相似。
2.求A与对角矩阵∧相似的方法与步骤(求P和∧):求出所有特征值;
求出所有特征向量;
若所得线性无关特征向量个数与矩阵阶数相同,则A可对角化(否则不能对角化),将这n个线性无关特征向量组成矩阵即为相似变换的矩阵P,依次将对应特征值构成对角阵即为∧。
3.求通过正交变换Q与实对称矩阵A相似的对角阵:方法与步骤和一般矩阵相同,只是第三歩要将所得特征向量正交化且单位化。
七、二次型
1.定义n元二次多项式f(x1,x2,…,xn)=∑ aijxixj称为二次型,若aij=0(i≠j),则称为二交型的标准型。
2.二次型标准化:
配方法和正交变换法。
正交变换法步骤与上面对角化完全相同,这是由于对正交矩阵Q,Q^-1=Q',即正交
变换既是相似变换又是合同变换。
3.二次型或对称矩阵的正定性:
(1)定义(略);
(2)正定的充要条件:
①A为正定的充要条件是A的所有特征值都大于0;
②A为正定的充要条件是A的所有顺序主子式都大于0;各科期末考试复习资料由QQ:1175 2525 75整理。