线性代数期末考试复习资料
线性代数期末考试复习资料
●向量组的线性相关性的几个性质定理
1、单个非零向量是线性无关的。 2、两个向量线性相关的充分必要条件是对应分量成比例。 3、增加向量,不改变向量组线性相关;减少向量,不改变 向量组线性无关。即部分相关,则整体相关;整体无关, 则部分无关。 4、增加分量,不改变向量组线性无关;减少分量,不改变向 量组线性相关。即低维无关,则高维无关;高维相关,则 低维相关。
a11
特殊 行列式 的计算
a11 a nn a11 a1n a n1
a nn
a11 a 22 a nn
a n1
a1n a n1
a n1
a 1n
a11
a 1n
a nn a n1
n( n1) ( 1) 2 a
1n a 2,n1 a n1
1
2
3
4
5
6
●线性方程组的向量表达式
线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 am1 x1 am 2 x2 amn xn bm
(1)
a1 j a2 j ( j 1, 2, 若记 j a mj
设存在不全为零
k11 k22 k11 k22 krr 0 r 1 0 m 0
推论: 线性无关向量组的部分向量组,仍是线性 无关的。
反证法: 设线性无关向量组 1 , 2 ,
k1 , k2 , , kr 使 krr 0
,m,部分向量组
提到行列式符号的外面。
推论2:如果行列式D有一行(列)的元素全为零,则D=0 推论3:如果行列式D有两行(列)的元素成比例,则D=0 推论4:
线性代数期末考试复习资料
基本概念下方是正文1. 余子式ij M 和代数余子式ij A ,(1)i j ij ij A M +=-,(1)i j ij ij M A +=-。
2. 对称矩阵:T A A =。
3. 伴随矩阵111*1n n nn A A A A A ⎛⎫ ⎪=⎪ ⎪⎝⎭,组成元素ij A ,书写格式:行元素的代数余子式写在列。
4. 逆矩阵AB BA E ==,称A 可逆。
若A 可逆,则11AA A A E --==.5. 分块对角阵12A O A O A ⎛⎫=⎪⎝⎭,12A A A =⋅,11112A O A O A ---⎛⎫= ⎪⎝⎭。
6. 初等行(列)变换:① 对换两行或两列;② 某行或某列乘以非零常数k ;③ 某行(列)的k 倍加到另一行(列)。
7. 等价矩阵:① 初等变换得来的矩阵;② 存在可逆矩阵,P Q ,使得PAQ B =。
8. 初等矩阵:初等变换经过一次初等变换得来的矩阵,① (,)E i j ;② (())E i k ;③(,())E j i k 。
9. 矩阵的秩:最高阶非零子式的阶数。
1()0,0k k r A k D D +=⇔∃≠∀=。
10. 线性表示:存在12,,,n k k k 使得1122n n k k k βααα=+++,等价于非齐次方程组Ax β=有解12,,,n k k k 。
11. 线性相关:存在不全为0的数12,,,n k k k ,使得11220n n k k k ααα+++=,等价于齐次方程组0Ax =有非零解。
12. 线性无关:11220n n k k k ααα+++=成立120n k k k ⇒====,等价于齐次方程组0Ax =仅有零解。
13. 极大无关组:12,,,n ααα中r 个向量12,,,r βββ满足:① 线性无关;②12,,,n ααα中任意向量可由其表示或12,,,n ααα中任意1r +个向量线性相关,则称12,,,rβββ为12,,,n ααα的极大无关组。
线性代数期末总复习
3. 计算
降阶:按行、按列展开公式,但在展开之前往往先用 性质对行列式做恒等变换,化简之后再展开。 数学归纳法、递推法、公式法、三角化法、定义法 把每一行(列)加至“第”一行(列); 把每一行(列)均减去“第”一行(列); 逐行(列)相加(减); 当零元素多时亦可立即展开. 爪型行列式计算
4. 应用
(ii) AX = 0 只有零解 ⇔ 秩(A)= n = 未知量的个数. (iii) A是方阵时,AX = 0 只有零解 ⇔ | A |≠ 0.
(2)、非齐次线性方程组 AX = b (i) AX = b 有解 ⇔ b可以由 A的列向量组线性表示; ⇔ r ([ A, b])=r ( A) AX = b 无解 ⇔ r ([ A, b]) ≠ r ( A)
有解的充要条件是 a1 + a2 = a3 + a4 ,并在有解时 求出方程组的通解。
解:对方程组的增广矩阵 [A b] 作初等行变换化为阶梯 形矩阵得:
1 0 [ A b] = 0 1
1 0 → 0 0 2 1 0 2
2 1 0 3
0 0
0 0 2 0 1 2 1 −2
2 2 λ1 y12 + λ2 y2 + L + λn yn
A为实对称矩阵.
求正交矩阵 T 使得 T −1 AT=diag{λ1 , λ2 ,L , λn } = T T AT
3、正定矩阵
(1) 定义 f ( x1 , x2 ,L xn ) = X T AX 为 正定(半正定、负定、半负定)二次型 A为正定矩阵:实的、对称的且对任何X ≠ 0, 都有X T AX > 0 对称的 AX (2) 性质 (i) 设A为正定实对称阵,则AT , A−1 , A∗均为正定矩阵; (ii) A, B均为n阶正定矩阵, 则A + B也是正定矩阵. 若
《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
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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。
线性代数重点复习(16页)
齐次线性方程组给出系数矩阵,
1
非齐次线性方程组给出增广矩阵 。
对矩阵进行初等行变换得到行最
2
简形。
3
把行最简形矩阵写回线性方程 组的形式。
4
给出方程组的通解。
若线性方程组的系数带有未知数,需分各种情况讨论,灵活处理。
相似矩阵与二次型 05 Guidance for Final Exams at XXX University in 2025 2025
交向量组,由此便可得到相应的正交变换矩阵和相似对
角矩阵。
2025
马到成功!
XXX大学2025年期末考试指导
2025
公众号:安全生产管理
线性代数复习重点
第一章 行列式 01 Guidance for Final Exams at XXX University in 2025 2025
容易出选择填空题的内容:
(1)求逆序数; (2)含某个因子的项(注意正负号); (3)与余子式或代数余子式相关的内容; (4)已知 |A| 求某个与A相关的行列式。。
第三章 向量空间 03 Guidance for Final Exams at XXX University in 2025 2025
向量空间
本章提到的的性质和定理较多,需要灵活运用。
容易出选择填空题的内容: 二 (1)向量的加法、数乘和内积运算; (2)线性相关和线性无关的定义,以及它们与向量组秩的关系(线性无关意
容易出大题的内容:行列式的计算。 其中,若已知行列式的阶数和每个元素的数值, 则问题很简单,但要注意,对于2阶和3阶行列式, 可用划斜线的方式(对角线法则)来计算。而对于4 阶或更高阶的行列式,不能采用对角线法则计算, 此时必须利用行列式的性质将其化为上三角行列式 从而得出结果,或者当某一行(列)非零元很少时, 运用展开定理将该行(列)展开从而得到经过降阶 的行列式计算。 对于n阶行列式的情形或者行列式元素中出现未 知数,求解的难度较大,需要灵活的结合运用行列 式的性质和展开定理。一般来说,考试中都会出课 本中已有的例题、习题,或者非常相似的题目。
线性代数期末复习要点
注:一般而言, 1o ( AB)k Ak Bk , 正确: ( AB)k (AB)(A B)( AB) ;
k个
2o ( A B)(A B) A2 B2, 正确: ( A B)(A B) A2 AB BA B2 ;
3o ( A B)2 A2 2AB B2 , 正确: ( A B)2 A2 AB BA B2 。
A22
An
2
A2n
Ann
称为
A
的伴随矩阵。
2、n 阶方阵可逆的充要条件:
A
0
A 可逆,且 A1
1 A
A 。
3、逆矩阵的性质: 1o ( A1 )1 A ; 3o ( AT )1 ( A1 )T ;
4、伴随矩阵的性质:
2o ( AB)1 B1 A1 ;
4o
(kA)1
1 k
A1
(k
1、 Ax 0的基础解系:解向量组的一个极大无关组。
2、 Ax 0解的定理:只有当 R( A) r n 时,才存在基础解 系,且 n r 个线性无关的解向量组成的向量组 v1、v2、、vnr 是 Ax 0的基础解系,其线性组合
v c1v1 c2v2 cnrvnr 是 Ax 0的全部解。 3、基础解系的求法:
组有且仅有唯一解,且
xj
Dj D
( j 1,2,, n )
注:齐次线性方程组有非零解 D 0。 (逆否命题:齐次线性方程组仅有零解 D 0。)
第二章 矩阵
一、矩阵的定义:矩形数表。
二、矩阵的运算
1、矩阵的加法、减法:只有同型矩阵才可以进行加减运算。
2、数与矩阵的乘法:数与矩阵的乘法是数与矩阵每一个元 素相乘;而数与行列式的乘积是数与行列式中某一行(列) 的每一个元素相乘。
线代复习题
线代复习题
1. 矩阵的基本概念
- 定义矩阵及其元素
- 矩阵的阶数
- 矩阵的表示方法
2. 矩阵的运算
- 矩阵的加法和减法
- 矩阵的数乘
- 矩阵的乘法
- 矩阵的转置
- 矩阵的逆
3. 特殊矩阵
- 零矩阵
- 单位矩阵
- 对角矩阵
- 斜对角矩阵
- 正交矩阵
4. 行列式
- 行列式的定义
- 行列式的计算方法
- 行列式的性质
5. 线性方程组
- 线性方程组的表示
- 高斯消元法
- 线性方程组的解的存在性
- 齐次线性方程组的解
6. 向量空间
- 向量空间的定义
- 基和维数
- 向量的线性组合
- 向量的线性相关性
7. 特征值和特征向量
- 特征值和特征向量的定义
- 特征值和特征向量的计算方法 - 特征多项式
8. 二次型
- 二次型的定义
- 二次型的矩阵表示
- 正定二次型
9. 线性变换
- 线性变换的定义
- 线性变换的矩阵表示
- 线性变换的性质
10. 矩阵分解
- 矩阵的对角化
- 矩阵的谱分解
- 矩阵的QR分解
11. 应用题
- 利用矩阵解决实际问题
- 矩阵在不同领域的应用案例分析
请根据以上复习题进行复习,确保掌握线性代数的基本概念和运算法则。
线性代数期末复习
二、相似矩阵 1、相似矩阵的定义与性质。 、相似矩阵的定义与性质。 性质 2、区分矩阵相似、矩阵等价(P.54 定义 1. 15) 、矩阵合 、区分矩阵相似、矩阵等价( 等价 ) 同的概念。 同的概念。
三、矩阵的对角化 1、矩阵可以对角化的判定(定理 4 . 9 及其推论 、 、矩阵可以对角化的判定( 判定 定理 4 . 10 ) 。 2、当矩阵 A 可以对角化时,求出可逆矩阵 P、对角矩阵 、 可以对角化时, 、 Λ,使 P −1 A P = Λ 。 进而, 可以对角化时, 进而,当矩阵 A 可以对角化时,r ( A ) = 矩阵 A 的非零特 征值的个数。 征值的个数。 3、实对称矩阵 A 的对角化:求出正交矩阵 Q、对角矩阵 、实对称矩阵 对角化: 、 Λ , 使 Q− 1 A Q = Λ 。 4、当矩阵 A 可以对角化时,利用矩阵 A 的特征值和特征 、 可以对角化时, 向量, 向量,求出矩阵 A 以及 A k 。
9、练习1. 6 的 3、求解下列矩阵方程: 、练习 求解下列矩阵方程:
2 1 0 5 1 1 (3*)X 1 1 2 = 0 0 − 6 3*) 1 2 5 1 0 − 1
0 0 1 ( − 1 2 − 1 )、 0 2 − 1
16、习题二的 8 : 、 考题有时会更难; 注:① 考题有时会更难; ② 题中方程组的两个解 γ1 ,γ2 可能会以另一种形式给 出: 设 4 × 3 矩阵 A 分块为 A = ( α1 ,α2 ,α3 ) ,其中 α i ∈ R4 ,i = 1,2,3,− α1 + α2 = β ,α1 + α3 = β ,且线性 , , , 方程组 A x = β 满足 r ( A ) = r (A ) = 2 ,试求出该方程组 的全部解。 的全部解。 17、习题二的 10 ; 、 18、习题二的 12 。 、
线性代数期末复习知识点参考
行列式1. 行列式的性质性质1 行列式与它的转置行列式相等T D D =.性质2 互换行列式的两行(列),行列式变号.推论1 如果行列式有两行(列)的对应元素完全相同,则此行列式的值为零.性质3 行列式的某一行(列)中所有的元素都乘以同一数k ,等于用数k 乘此行列式.如111213111213212223212223313233313233a a a a a a ka ka ka k a a a a a a a a a = 推论2 如果行列式中有两行(列)元素成比例,则此行列式的值为零.性质4 若行列式的某一行(列)的元素都是两数之和,则这个行列式等于两个行列式之和.如111213111213111213212122222323212223212223313233313233313233a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ''''''+++=+ 性质5 把行列式的某一行(列)的各元素乘以同一数然后加到另一行(列)对应的元素上去,行列式的值不变.如111213111213212223212223313233311132123313a a a a a a a a a a a a a a a a ka a ka a ka =+++例1 已知,那么( )A.-24B.-12C.-6D.12 答案 B解析2. 余子式与代数余子式在n 阶行列式中,把元素ij a 所在的第i 行和第j 列划去后,留下来的n-1阶行列式叫做元素ij a 的余子式,记作ij M ,i jij ij A (1)M +=-叫做元素ij a 的代数余子式.3. 行列式按行(列)展开法则定理1 行列式的值等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即1122i i i i in in D a A a A a A =+++或 1122j j j j nj nj D a A a A a A =+++()1,2,,;1,2i n j n ==定理2 行列式任一行(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,即12120,j j i i jn i n a A a A a A +++=或,11220.j j j j nj nj a A a A a A i j +++=≠()1,2,,;1,2i n j n ==例.设3阶矩阵()ij A a =的行列式12A =,ij A 为ij a 的代数余子式.那么313132323333a A a A a A ++=___12____; 213122322333a A a A a A ++=___0___.4. 行列式的计算(1)二阶行列式1112112212212122a a a a a a a a =- (3)对角行列式1212n nλλλλλλ=,n(m 1)21212n n(1)λλλλλλ-=-(4)三角行列式1111121n 2122222n 1122nn n1n2nnnna a a a a a a a a a a a a a a ==(5)消元法:利用行列式的性质,将行列式化成三角行列式,从而求出行列式的值.(6)降阶法:利用行列式的性质,化某行(列)(一般选择有0元素的行或列)只有一个非零元素,再按该行(列)展开,通过降低行列式的阶数求出行列式的值.(7)加边法:行列式每行(列)所有元素的和相等,将各行(列)元素加到第一列(行),再提出公因式,进而求出行列式的值.例:思路:将有0的第三行化为只有一个非0元素a 33=1,按该行展开,D=a 33A 33,不用忘记a 33。
《线性代数》期末复习大纲及参考答案(最新)
07-08(1) 线性代数总期末考试复习大纲及复习题: 期末考试题型:判断(约占30%)与选择(约占70%) 期末考试形式:开卷 期末复习各章重点第一章 知道行列式的定义并会用定义计算简单的行列式;熟悉并会用行列式的性 质计算行列式,掌握行列式的依行依列展开定理。
第二章掌握向量线性相关与线性无关的定义并会用定义判断向量组相关与无关;会求向量组的极大无关组以及用极大无关组表示其余的向量;熟悉线性方程组解的一般理论,掌握矩阵的初等变换并会用初等变换求解线性方程组;会用初等变换求矩阵的秩.第三章熟悉矩阵的运算性质,特别是矩阵乘法的特殊性(不满足交换律),知道分块矩阵;掌握逆矩阵的定义、伴随矩阵的概念以及关系式E A A A AA ==**,会用伴随矩阵和初等变换求矩阵的逆矩阵;了解初等矩阵及其性质,会解简单的矩阵方程。
第四章 知道向量空间的定义,掌握基变换公式和向量坐标变换公式。
第五章 掌握矩阵的特征值与特征向量的概念以及矩阵能够对角化的条件,会判断一个矩阵能否对角化;掌握相似矩阵的概念及其性质。
第六章 掌握二次型的概念,掌握二次型与矩阵的对应关系,掌握合同矩阵的概念,会判断简单矩阵的合同,掌握二次型正定负定的条件并会判定二次型是否正定。
复习题1.若三阶行列式1231122331232226a a a b a b a b a c c c ---=,则 123123123a a ab b bc c c = 3 (对) 2.若方程组123123123000tx x x x tx x x x tx ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩有非零解,则t=1或-2 。
(对)3.已知齐次线性方程组32023020x y x y x y z λ+=⎧⎪-=⎨⎪-+=⎩仅有零解,则λ≠ 0(对)4.已知三阶行列式D=123312231,则元素12a =2的代数余子式12A = -1 ;(错)5.若n 阶矩阵A 、B 、C 满足ABC=E (其中E 为n 阶可逆阵),则BCA=E 。
线性代数期末复习
β 2= α 2-
������������,������������ ������������,������������
������������
β 3= α 3-
������������,������������ ������������,������������
������������ +
������������,������������ ������������,������������
β2
9. 相似矩阵 设 A 与 B 都是 n 阶矩阵,若有可逆矩阵 P,使得 ������ −������ ������������ = ������ 则称 B 是 A 的相似矩阵,或称 A 与 B 相似。P 称为 A 变成 B 的相似变换矩阵。 三种关系:反身性(自身与自身相似) ,对称性(A→B,B→A),传递性(A→B,B→C)
第二章
1.求数字矩阵的逆 2.求抽象矩阵的逆 3.求解矩方程 4.伴随矩阵性质运用
A*A= ������ E
A-1= ������ A*
������
������
������−������
=∣A*∣
第三章
1.线性相关或无关的判定 I 给定向量组 A:α 1,α 2,α 3,…,α n,若存在不全为 0 的 k1,k2,k3,…,km 使 k1 α 1+k2α 2+…+kmα m=0 则称 A 是线性相关的;若 k1,k2,…,km 全为 0 才成立,则称向 量组 A: α 1,α 2,α 3,…,α n,线性无关。 II 向量组 A: α 1,α 2,α 3,…,α m(m≥2)线性相关的充要条件是其中至少有一个向量 可由 m-1 个向量线性表示。 III(逆否命题) 若向量组α 1,α 2,α 3,…,α m(m≥2)线性无关的充分必要条件是其 中任一个向量都不能由其他向量线性表示。 IV 对于向量组α 1,α 2,α 3,…,α m,设矩阵 A=(α 1,α 2,α 3,…,α m)则向量组α 1,α 2,α 3,…,α m 线性无关的充分必要条件是 R(A)=m;向量组α 1,α 2,α 3,…, α m 相关的充分必要条件 R(A)<m. V 若 n 维向量组的个数为 m,而 m>n 则该向量组一定线性相关,特别地,n+1 个 n 维向量一 定线性相关。 VI 任一个 n 维向量组中线性无关的向量个数最多为 n。 VII 设向量组α 1,α 2,α 3,…,α m 线性相关,而向量组α 1,α 2,α 3,…,α m,β 线性相关,则向量β 能由向量组α 1,α 2,α 3,…,α m 线性表示,且表示法唯一。 VIII 若向量组α 1,α 2,α 3,…,α m 线性相关,则向量组α 1,α 2,α 3,…,α m+1 也线性相关,反之,若向量组α 1,α 2,α 3,…,α m+1 线性无关,则向量组α 1,α 2, α 3,…,α m 也线性无关。 2.求最大无关组,并用最大无关组表示其他向量。 3.求齐次方程组的基础解系 4.求非齐次方程组的通解 5.齐次和非齐次解的结构
《线性代数》期末复习要点
《线性代数》期末复习要点第一章行列式1、行列式的计算(略)2、Cramer法则:系数行列式D≠0,则方程租有唯一解。
齐次方程租有非零解,则D=0。
3、Vandermonde行列式。
(略)第二章矩阵1、矩阵的计算(略)2、对称矩阵:A∧T=A。
反称矩阵A∧T=-A。
3、矩阵可逆,则|A|≠0。
4、分块矩阵(略)5、初等变换与初等矩阵(略)6、m×n阶矩阵A,B等价,则当且仅当存在m阶可逆矩阵P和n阶可逆矩阵Q使PAQ=B。
7、(1)可逆矩阵一定满秩,即r=n。
(2)若A的一个r阶子式不等于零,则r(A)≥r,若A的r+1阶子式都为零,则r(A)≤r。
8、矩阵秩的不等式:(1)r(AB)≤min{r(A),r(B)}。
(2)A,B分别为m×n阶和n×k 阶矩阵,r(AB)≥r(A)+r(B)-n。
特别的,当AB=0时,r(A)+r(B)≤n。
(3)A,B 均为m×n阶矩阵,则r(A+B)≤r(A)+r(B)。
第三章n维向量空间1、线性相关:(1)k1,k2,kn不全为0且能使kiα1+k2α2+……+knαn=0成立,则α1,α2,……,αn线性相关。
(2)至少一个向量是其余向量的线性组合。
(3)含零向量的向量组是线性相关的。
(4)n维向量中的两个向量组T1={α1,α2,α3,……,αr},T2={β1,β2,β3,……βs},若T1可由T2线性表示,且r>s,则T1线性相关。
若T1可由T2线性表示但T1线性无关,则r≤s。
(5)n+1个n维向量一定线性相关。
2、(1)零向量自身线性相关。
非零向量自身线性无关。
(2)向量组中一部分线性相关,则整体线性相关,若向量组整体线性无关,则向量组的一部分线性无关。
3、向量组的任意极大线性无关组都与之等价,向量组的任意两个极大线性无关组都等价。
4、矩阵的秩等于其行(列)向量组的秩。
5、向量空间的基与维数,空间向量的坐标(略)6、基变换和坐标变换:{α1,α2,α3,……,αr},{β1,β2,β3,……βsr}是向量空间V的两组基,若有r维方阵C,使[β1,β2,β3,……βs]=[α1,α2,α3,……,αr]C,则称C为从基{α1,α2,α3,……,αr}到基{β1,β2,β3,……βs}的过渡矩阵(基变换矩阵)。
线性代数期末复习提纲
★ 线性代数基本内容、方法及要求第一部分 行列式【主要内容】1、行列式的定义、性质、展开定理、及其应用——克莱姆法则2、排列与逆序3、方阵的行列式4、几个重要公式:(1)T A A =; (2)AA 11=-; (3)A k kA n =; (4)1*-=n A A ; (5)B A AB =; (6)B A BA B A ==0**0; (7)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a ni ij ij ,,01 ; (8)⎩⎨⎧≠==∑=j i j i A A a n j ij ij ,,01(其中B A ,为n 阶方阵,k 为常数)5、行列式的常见计算方法:(1)利用性质化行列式为上(下)三角形;(2)利用行列式的展开定理降阶;(3)根据行列式的特点借助特殊行列式的值【要求】1、了解行列式的定义,熟记几个特殊行列式的值。
2、掌握排列与逆序的定义,会求一个排列的逆序数。
3、能熟练应用行列式的性质、展开法则准确计算3-5阶行列式的值。
4、会计算简单的n 阶行列式。
5、知道并会用克莱姆法则。
第二部分 矩阵【主要内容】1、矩阵的概念、运算性质、特殊矩阵及其性质。
2、方阵的行列式3、可逆矩阵的定义、性质、求法(公式法、初等变换法、分块对角阵求逆)。
4、n 阶矩阵A 可逆⇔0≠A ⇔A 为非奇异(非退化)的矩阵。
⇔n A R =)(⇔A 为满秩矩阵。
⇔0=AX 只有零解⇔b AX =有唯一解⇔A 的行(列)向量组线性无关 ⇔A 的特征值全不为零。
⇔A 可以经过初等变换化为单位矩阵。
⇔A 可以表示成一系列初等矩阵的乘积。
5、矩阵的初等变换与初等矩阵的定义、性质及其二者之间的关系。
6、矩阵秩的概念及其求法((1)定义法;(2)初等变换法)。
7、矩阵的分块,分块矩阵的运算:加法,数乘,乘法以及分块矩阵求逆。
【要求】1、 了解矩阵的定义,熟悉几类特殊矩阵(单位矩阵,对角矩阵,上、下三角形矩阵,对称矩阵,可逆矩阵,伴随矩阵,正交矩阵)的特殊性质。
线性代数期末复习
线性代数期末复习一、 填空题1. 设n 阶方阵A 满足A 2-A-2E=0,且︱A ︱=2,则︱A-E ︱=___2. 设A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛543022001,其伴随矩阵A *,则(A *)-1=___3. 矩阵A 经有限次初等行变换得到矩阵B ,则方程组AX=0与方程组BX=0的关系是___4. 设a 1a 2a 3线性无关,若是a 2-a 1,ka 2-a 3,a 1-a 3也线性无关,则k 应满足的条件为___5. 在秩为r 的矩阵中,是否有等于0的阶r-1子式___6. 设A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛300044003,E=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛111,则(A-2E )-1=___ 7. 设A=(a 1,a 2,…,a n )B=(b 1,b 2,…,b n ),其中a 1不全为零,b 1不全为零,则A 的秩R (A )=___8. 设A 、B 都是n 阶菲零方阵,且R (A )=r ,若AB=0,则R (B )应满足的条件为___ 二、 选择题1、设A 为m 阶方阵,B 为n 阶方阵,C=⎪⎪⎭⎫⎝⎛00BA ,则C =___ A 、B A B 、-B AC 、(-1)nm B AD 、(-1)n (n-1)/2B A 2、设A 、B 为n 阶方阵,则必有___A 、B A B A +=+ B 、AB=BAC 、BA AB =D 、(A+B )-1=A -1+B -13、设A 为m*n 矩阵,齐次线性方程组Ax=0仅有零解的充分必要条件是___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4、设a1a2…a n为n维向量,则下列结论正确的是___A、k1a1+k2a2+…+k n a n=0,则a1a2…a n线性相关B、对任何一组不全为零的数k1k2…k m都有k1a1+k2a2+…+k n a n≠0,则a1a2…a n线性无关C、a1a2…a n线性相关,则对任何一组不全为零的数k1k2…k m都有k1a1+k2a2+…+k n a n=0成立D、若0a1+0a2+…+0a n=0,则a1a2…a n线性无关5、设η1与η2是非其次线性方程组Ax=β的两个不同的解,ξ1与ξ2时对应的其次线性方程组Ax=0的基础解系,k1与k2是任意实数,则Ax=β的通解为___A、221ηη-+k1ξ1+k2(ξ1+ξ2) B、221ηη++k1ξ1+k2(ξ1-ξ2)C、221ηη-+k1ξ1+k2(η1+η2) D、221ηη++k1ξ1+k2(η1-η2)6、设A为n阶可逆阵(n≥2),A*为A的伴随矩阵,则___A、(A*)*=A n-1AB、(A*)*=A n+1AC、(A*)*=A n-2AD、(A*)*=A n+2A7、设A、B、C是n阶方阵,E为n阶单位阵,若ABC=E,则必有__A、ACB=EB、CBA=EC、BAC=ED、BCA=E8、设n阶方阵A与B等价,则___A 、A =B B 、A ≠BC 、若A ≠0,则必有B ≠0D 、A =-B 三、计算1、计算下列行列式(1)n001030100211111⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)1111111111111111---+---+--x x x x(3)D=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯0111110111110111110111110 2、已知A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---433312120,B=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-132321,求X 使得XA=B3、解方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++-=----=+-+=+++01123253224254321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x 4、(1)设n 阶方阵满足A+B=AB ,证明:A-E 可逆,并求(A-E )-1 (2)证明:m 个n 维向量,当m 〉n 时,它们线性相关 5、设E+AB 可逆,证明E+BA 也可逆,且(E+BA )-1=E-B (E+BA )-1A6、设A=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--82593122,求一个4*2矩阵B ,使得AB=0,且R (B )=27、求下列向量组的一个最大无关组,并以此最大无关组将其余向量线性表示出。
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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推论1 :行列式中某一行(列)的所有元素的公因子可以
提到行列式符号的外面。
推论2:如果行列式D有一行(列)的元素全为零,则D=0 推论3:如果行列式D有两行(列)的元素成比例,则D=0 推论4:
设A为n阶方阵,则 A n A 。
14
行的运算
row
列的运算
column
交换i, j两行
a11
特殊 行列式 的计算
a11 a nn a11 a1n a n1
a nn
a11 a 22 a nn
a n1
a1n a n1
a n1
a 1n
a11
a 1n
a nn a n1
n( n1) ( 1) 2 a
1n a 2,n1 a n1
ri rj
k ri
变号
数乘第 i 行
数乘第 i行 加到第 j 行 交换i, j两列 数乘第 i 列 数乘第 i 列 加到第 j 列
K倍
等值
r j kri
ci c j
k ci
变号
K倍
等值
15
c j kci
定理1.7
设 A 是n 阶矩阵,
*
A AA A A A
*
*
为其转置伴随矩阵,则有
A﹡重要公式
AA A A
A21 A22 A2 n
*
*
A
I
AA
A 0 A 0 0 A
An1 An 2 Ann
例如乘积阵的第2行元素分别为
A I.
“”
2. A1 ) A
A 可逆, 且AA A I A 0 . 否则 , 若 A 0 AA O A AA ( A ) 1 O
A O , 这 与A 可 逆 矛 盾 . A可逆.
22
线性相关的一些命题(定理2.3部分蕴涵其中) 1. 含有零向量的向量组,总是线性相关的。
k1 , k2 , , kr 使 k11 k22 krr 0
1 , 2 ,, m
24
• 定理2.3 (1)线性相关向量组添加向量后仍 然线性相关; • (2)线性无关向量组的子向量组必线性无关; • (3)线性无关向量组中的每个向量扩大同样 的维数,得到的新向量组仍然线性无关.
全为零时, k11 k22 knn O 才成立,则称向量组
1,2, ,n 线性无关。
●显然:含有零向量的向量组是线性相关的。
因为
1 O 0 1 0 2 0 n O
8
●两个向量线性相关的充要条件是对应分量成比例。
小结:
(1) 向量组
A (A ) A
A
I, n1 n 2 1 1 1 且( A ) A , ( A ) A ( A ) A A .
19
n 1
A 又 A可逆, A 可逆,
n1
,
定理1.9
定义
分块对角矩阵
设A为n阶方阵,若A的分块矩阵只有在主对角线 上有非零子块,其余子块都是零距阵,且非零子 块都是方阵,即
a 11 a 21 a n1 a 12 a 22 a n2
A21 An1 A22 An 2 A2 n Ann
a 1n A11 a 2 n A12 A a nn 1n
用矩阵的初等行变换来解线性方程组,实际上,将矩阵的初 等行变换对比行列式的性质,有:矩阵的初等行变换并不改 变矩阵的秩,因此,可以将矩阵先化成行阶梯型矩阵,就可较 快求出矩阵的秩。
12
; 说明:1) 其中 表示对所有n阶排列求和,共有n!项
j1 jn
); 2) 对应于方阵A的行列式记为 A 或det(A
1 , 2 ,, n
线性相关
齐次线性方程组
x11 x22 xnn 0
(2) 向量组
有非零解
1 , 2 ,, n
线性无关
齐次线性方程组
x11 x22 xnn 0
只有零解
(3) 向量 可由向量组 1 , 2 ,, n 线性表示 线性方程组
17
定理1.8 n 阶方阵A 可逆的充要条件是 A 0. 且A 1 A A 证 “”
1
由A可逆知AA
AA
1
1
1
I , 两边取行列式,
I 1 A 0, A
AA A A A I
1
A 1 A
1
1 A
A A
“”
由 A 0,
1 1 1 1 A( A ) ( A ) A I A A A A A
(2)若 Ai 0(i 1, 2,, s), 则 A 0, 并有
A11 O 1 A O O 1 A2 O O O -1 As
21
伴随矩阵的性质:
1.
A 可 逆 A可 逆, 且( A )
1
1
A A n 2 n1 5. ( A ) A A 4. (kA) k A 证1. “” 由A可逆知A 0, 由伴随阵重要公式知, A A ,I ( A ) 1 1 A; AA A I A A 1 1 1 1 1 又A ( A ) A I ( A ) A A ( A) 1 3.
A1 O A O
O A2 O
O A1 O As
A2
As
()
其中 Ai (i 1,2,, s) 都是方阵,称A为分块对角矩阵
20
定理1.9 (1)
A A1 A2 As
25
向量组的等价 如果向量组A 可由向量组B线性表示,且B 可由A线性表示,则称A与B等价。
(1)
a1 j a2 j ( j 1, 2, , n) 若记 j a j 即为系数矩阵的第 j 列 mj
则方程组有向量形式
x11 x22 xnn b
6
2.2 向量的线性关系
定义2.4
一组数 k1 , k2 ,, kn ,使得 k11 k22 knn 成立, 设有同维向量 1 , 2 ,, n , ,如果存在
x11 x22 xnn 有解
9
●向量组的线性相关性的几个性质定理
1、单个非零向量是线性无关的。 2、两个向量线性相关的充分必要条件是对应分量成比例。 3、增加向量,不改变向量组线性相关;减少向量,不改变 向量组线性无关。即部分相关,则整体相关;整体无关, 则部分无关。 4、增加分量,不改变向量组线性无关;减少分量,不改变向 量组线性相关。即低维无关,则高维无关;高维相关,则 低维相关。
设存在不全为零
k11 k22 krr 0 r 1 0 m 0
推论: 线性无关向量组的部分向量组,仍是线性 无关的。
反证法: 设线性无关向量组 1 , 2 ,, m,部分向量组 S线性相关。由此部分向量组S扩充,得到 由命题3,1 , 2 ,, m 线性相关,矛盾。
若 A 0, AA A I , A A A .
n 1
1
A A A
又 A
1
A
1
,
A A
A
n1
(2,伴随阵性质.) 设A可 逆 , 证 明 ( A ) A n 2 A . 证 由伴随阵重要公式知, A ( A ) A I , 而
则称向量 可由向量组
判断向量 能否由向量组 1, 2 线性表示?如果可以,求出 表达式。 小结: 解 设 k11 k22
是向量组 1 (, 1 2, 1 ),2 (2,3,6), =(5,8,13), 例2 设
1 , 2 ,, n 线性表示,或称向量 1 , 2 ,, n 的线性组合。
13
性质1.8 行列式的某一行(列)的所有元素都乘以同一 数 k, 等于用数 k 乘此行列式 。
a11 D ai1 an1 a12 ai 2 an 2 a1n ain ann a11 D1 kai1 an1 a12 kai 2 an 2 a1n kain k D ann
1
2
3
4
5
●线性方程组的向量表达式
线性方程组
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 am1 x1 am 2 x2 amn xn bm
10
推论2.1 任意m(m>n)个n维向量线性相关.
(注:由于没有m阶子式,故R(A)<m)
推论2.2 m个n维向量线性无关的充要条件是由它们组成 的m n矩阵的秩为m(m n).
推论2.3 n 个n维向量线性无关(相关)的充要条件 是由它们组成的矩阵行列式不等于0(等于0).
11
如果向量组1 , 2 s中的每一个向量都可以 由向量组1 , 2 , r 线性表示,则称向量组1 ,
A可逆 A 0 A非奇异
牢 记 这 个 定 理
18
(1,伴随阵性质.) 证 明 A A 证 若 A 0, 则 A 0 .
n 1
否 则, 若 A 0 1 1 ( A ) 1 A AA A I(A ) O A (A ) I A O Aij O A O , 与 A 0矛 盾 。