补充关于矩阵的知识
矩阵知识点
![矩阵知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/7cb0c14b773231126edb6f1aff00bed5b9f37390.png)
矩阵知识点矩阵是一个按照行和列排列的数的矩形阵列。
矩阵在数学、工程学和计算机科学等领域中都有广泛的应用。
以下是一些与矩阵相关的主要知识点:1. 矩阵表示:矩阵通常使用方括号括起来,并按照行和列的顺序给出元素。
例如,一个3x3的矩阵可以表示为:[a11 a12 a13][a21 a22 a23][a31 a32 a33]这里的a11,a12,a13等表示矩阵中的元素。
2. 矩阵运算:矩阵可以进行加法和数乘等运算。
两个矩阵相加时,对应位置的元素相加;一个矩阵与一个标量相乘时,矩阵中的每个元素都乘以该标量。
3. 矩阵乘法:矩阵乘法是矩阵运算中的一个重要操作。
两个矩阵A和B相乘时,要求A的列数等于B的行数。
结果矩阵C的第i行第j列的元素是A的第i行与B的第j列对应元素的乘积之和。
4. 矩阵转置:矩阵的转置是将矩阵的行和列互换得到的新矩阵。
对于一个m×n的矩阵A,其转置矩阵记作A^T,是一个n×m的矩阵,其中A^T的第i行第j列的元素为A的第j行第i列的元素。
5. 单位矩阵:单位矩阵是一个方阵,对角线上的元素都是1,其它元素都是0。
单位矩阵一般用符号I表示。
6. 逆矩阵:对于一个可逆矩阵A,存在一个矩阵B,使得A 与B的乘积等于单位矩阵。
矩阵B被称为矩阵A的逆矩阵,记作A^(-1)。
7. 行列式:行列式是一个与方阵相关的特殊函数,用来判定方阵是否可逆。
如果一个方阵的行列式不等于0,则该方阵是可逆的。
8. 线性方程组:通过矩阵可以表示线性方程组。
例如,一个包含n个未知数和m个方程的线性方程组可以用形如AX=B的矩阵方程表示,其中A是一个m×n的系数矩阵,X是一个n 维列向量表示未知数,B是一个m维列向量表示常数项。
以上是一些基本的矩阵知识点,矩阵还有很多其他的应用和性质,如特征值、特征向量、对角化等。
矩阵的知识点总结
![矩阵的知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/28517562bc64783e0912a21614791711cd79796f.png)
矩阵的知识点总结一、基本概念1.1 矩阵的定义矩阵是一个由数字排成的矩形阵列。
它由m行n列的数域(通常是实数域或复数域)中的元素所组成,用A=(aij)m×n表示。
1.2 矩阵的分类按行、列的数量可以将矩阵分为行矩阵、列矩阵和方阵;按元素的类型可以分为实矩阵和复矩阵。
1.3 矩阵的转置矩阵A的转置记作A^T,其中A^T的行数等于A的列数,A^T的列数等于A的行数。
1.4 矩阵的秩矩阵的秩是指矩阵中非零行的最大数目。
二、性质2.1 矩阵的加法性质设A、B是同一维数的矩阵,则它们的和A+B也是同一维数的矩阵,它的元素是A和B 对应元素的和。
2.2 矩阵的数乘性质设A是m×n的矩阵,k是数,则kA是m×n的矩阵,它的元素是k与A中对应元素的乘积。
2.3 矩阵的乘法性质设A是m×n的矩阵,B是n×p的矩阵,那么它们的乘积AB是m×p的矩阵。
2.4 矩阵的逆若存在一个矩阵B,使得AB=BA=I,其中I是单位矩阵,则称B是A的逆矩阵,记作A^-1。
2.5 矩阵的行列式对于n阶方阵A,其行列式是一个标量,通常用det(A)或|A|表示,代表了矩阵A的某种代数性质。
三、运算3.1 矩阵的加法设A=(aij)m×n,B=(bij)m×n,那么A+B=(aij+bij)m×n。
3.2 矩阵的数乘设A=(aij)m×n,k是数,则kA=(kaij)m×n。
3.3 矩阵的乘法设A=(aij)m×n,B=(bij)n×p,那么AB=(cij)m×p,其中cij=∑(k=1→n)aij*bkj。
3.4 矩阵的转置对于n×m的矩阵A,它的转置矩阵是m×n的矩阵,且满足(a^T)ij=aji。
四、特殊矩阵4.1 方阵每个元素是一个标量的矩阵,其中行数和列数相等。
4.2 零矩阵所有元素都是零的矩阵。
数学矩阵的基本知识点总结
![数学矩阵的基本知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/31afd7a080c758f5f61fb7360b4c2e3f57272594.png)
数学矩阵的基本知识点总结一、矩阵的定义矩阵可以看作是一个二维数组,其中的每个元素都可以用一个变量表示。
一般来说,矩阵用大写字母表示,比如A、B、C等,而矩阵中的元素用小写字母表示,比如a、b、c等。
一个矩阵可以表示为一个m×n的矩阵,其中m表示矩阵的行数,n表示矩阵的列数,矩阵记作A=(aij)m×n。
例如,一个3×2的矩阵可以表示为:A = \begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \\ a_{31} & a_{32} \end{bmatrix}其中a_{11}、a_{12}、a_{21}、a_{22}、a_{31}、a_{32}分别表示矩阵A的元素。
二、矩阵的基本运算1. 矩阵的加法矩阵的加法定义为:若A=(aij)m×n和B=(bij)m×n是两个m×n的矩阵,则它们的和记作A+B,其元素为:(A+B)_{ij}=a_{ij}+b_{ij}即两个矩阵的对应元素相加得到的矩阵。
例如:A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \\ 5 & 6 \end{bmatrix}B = \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 4 & 3 \\ 6 & 5 \end{bmatrix}则A+B=\begin{bmatrix} 3 & 3 \\ 7 & 7 \\ 11 & 11 \end{bmatrix}2. 矩阵的数乘矩阵的数乘定义为:若A=(aij)m×n是一个m×n的矩阵,k是一个数,则kA记作数k与矩阵A的乘积,其元素为:(kA)_{ij} = k⋅a_{ij}即数k乘以矩阵A的每一个元素得到的矩阵。
例如:A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \\ 5 & 6 \end{bmatrix}k=2则kA=\begin{bmatrix} 2 & 4 \\ 6 & 8 \\ 10 & 12 \end{bmatrix}3. 矩阵的乘法矩阵的乘法定义为:若A=(aij)m×n和B=(bij)n×p是一个m×n的矩阵和一个n×p的矩阵,则它们的乘积记作AB,其元素为:(AB)_{ij}=\sum_{k=1}^{n}a_{ik}b_{kj}即第i行的每个元素与第j列的对应元素相乘再相加得到的矩阵。
矩阵的基本知识
![矩阵的基本知识](https://img.taocdn.com/s3/m/e746e15b11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7a1.png)
矩阵的基本知识矩阵是一个数学概念,它是一个二维数组,由行(横向)和列(纵向)组成。
矩阵的元素通常用双引号括起来,如'"a11"', '"a12"'等。
矩阵的维度可以表示为'(m, n)',其中m表示行数,n表示列数。
矩阵在许多科学领域中都有广泛的应用,包括线性代数、线性方程组、计算机图形学、机器学习等。
下面介绍一些矩阵的基本知识:1. 矩阵的维度矩阵的维度可以通过其行数和列数来描述。
一个'(m, n)'的矩阵有m行n列。
2. 矩阵的加法两个相同维度的矩阵可以进行加法运算。
矩阵的加法是将对应位置的元素相加,得到的结果是一个新的矩阵。
例如,两个'(2, 2)'的矩阵相加,得到的结果也是一个'(2, 2)'的矩阵。
3. 矩阵的乘法两个矩阵可以进行乘法运算,但并不是任意两个矩阵都可以相乘。
两个矩阵相乘的条件是第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数。
矩阵乘法的结果是一个新的矩阵,其行数等于第一个矩阵的行数,列数等于第二个矩阵的列数。
4. 转置矩阵将矩阵的行和列互换可以得到其转置矩阵。
一个'(m, n)'的矩阵的转置是一个'(n, m)'的矩阵。
5. 逆矩阵对于一个方阵(行数和列数相等的矩阵),存在一个逆矩阵,使得二者乘积等于单位矩阵。
逆矩阵的求法可以通过高斯消元法或拉普拉斯展开式等方法得到。
6. 矩阵的主元素矩阵的主元素是指位于对角线上的元素。
对于一个方阵,主元素是唯一存在的,并且可以通过对角线上的元素来确定该矩阵。
7. 矩阵的特征值和特征向量矩阵的特征值和特征向量是矩阵分析中非常重要的概念,它们在许多数学和物理问题中都有广泛的应用。
特征值是指满足方程组Ax = λx的实数λ,其中A为矩阵,x为向量。
特征向量是指满足方程组Ax = λx的非零向量x。
高中数学矩阵知识点
![高中数学矩阵知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/0802c9dccd22bcd126fff705cc17552706225e6a.png)
高中数学矩阵知识点一、矩阵的定义矩阵是一个由数字排列成的矩形阵列,通常用大写字母表示,如A、B、C等。
在高中数学中,我们主要处理的是二维矩阵,即有行和列的矩阵。
二、矩阵的表示矩阵的元素可以用a_{ij}表示,其中i表示行号,j表示列号。
例如,矩阵A的第2行第3列的元素记作a_{23}。
三、矩阵的类型1. 零矩阵:所有元素都是0的矩阵。
2. 单位矩阵:主对角线上的元素为1,其余元素为0的方阵。
3. 对角矩阵:主对角线上的元素可以是任意数,其余位置为0的矩阵。
4. 行矩阵:行数为1的矩阵。
5. 列矩阵:列数为1的矩阵。
四、矩阵的加法和减法两个矩阵相加或相减,必须具有相同的行数和列数。
对应位置的元素相加或相减得到新的矩阵。
五、矩阵的乘法1. 两个矩阵相乘,第一个矩阵的列数必须等于第二个矩阵的行数。
2. 乘积矩阵的元素c_{ij}由第一个矩阵的第i行与第二个矩阵的第j列对应元素相乘后求和得到。
六、矩阵的转置矩阵的转置是将矩阵的行变成列,列变成行得到的新矩阵。
记作A^T。
七、行列式行列式是一个与方阵相关的标量值,它提供了矩阵是否可逆的重要信息。
行列式的值可以通过拉普拉斯展开或对角线乘积减去小对角线乘积的方法计算。
八、逆矩阵一个矩阵A的逆矩阵记作A^-1,它满足以下条件:AA^-1 = A^-1A = I,其中I是单位矩阵。
并非所有矩阵都有逆矩阵,只有可逆矩阵(或称为非奇异矩阵)才有逆矩阵。
九、矩阵的应用矩阵在现实生活中有广泛的应用,如在解决线性方程组、图像处理、金融建模、物理学中的向量分析等领域。
十、常见矩阵运算性质1. 交换律:矩阵加法不满足交换律,即A + B ≠ B + A。
2. 结合律:矩阵加法满足结合律,即(A + B) + C = A + (B + C)。
3. 分配律:矩阵乘法满足分配律,即(A + B)C = AC + BC。
4. 单位元:矩阵乘法满足单位元的存在,即IA = AI = A,其中I是单位矩阵。
矩阵知识点完整归纳
![矩阵知识点完整归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/d0510ae6b8f3f90f76c66137ee06eff9aef849d5.png)
矩阵知识点完整归纳矩阵是大学数学中比较重要和基础的概念之一,具有广泛的应用领域,例如线性代数、微积分、计算机科学等。
本文将全面归纳和总结矩阵的基本概念、性质以及相关应用,旨在帮助读者更好地理解和掌握矩阵知识。
一、基本概念1.矩阵的定义矩阵是由一个$m\times n$ 的矩形阵列(数组)表示的数表,其中$m$ 表示矩阵的行数,$n$ 表示矩阵的列数。
如下所示:$$A = \begin{bmatrix}a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\\a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\\a_{m1} & a_{m2} & \cdots & a_{mn}\end{bmatrix}$$其中,$a_{ij}$ 表示矩阵的第$i$ 行、第$j$ 列元素。
2.矩阵的分类矩阵根据其元素的性质可以分为不同类型,主要有以下几种:(1)行矩阵(行向量):只有一行的矩阵,例如$[a_1,a_2,\cdots,a_n]$。
(2)列矩阵(列向量):只有一列的矩阵,例如$\begin{bmatrix}a_1\\\ a_2\\\ \vdots\\\ a_m\end{bmatrix}$。
(3)方阵:行数等于列数的矩阵,例如$A=\begin{bmatrix}1 & 2 & 3\\\ 4 & 5 & 6\\\ 7 & 8 & 9\end{bmatrix}$。
(4)零矩阵:所有元素都为$0$ 的矩阵,例如$\begin{bmatrix}0 & 0 & 0\\\ 0 & 0 & 0\\\ 0 & 0 & 0\end{bmatrix}$。
矩阵知识点总结简单
![矩阵知识点总结简单](https://img.taocdn.com/s3/m/d19d0b6aae45b307e87101f69e3143323868f510.png)
矩阵知识点总结简单一、矩阵的定义和基本概念1.1 矩阵的定义矩阵是一个按行列排列的数字或符号构成的矩形阵列。
通常用大写字母表示,如A、B、C 等。
1.2 矩阵的元素矩阵中的每一个数字都称为元素。
第i行第j列的元素称为a_ij,表示第i行第j列位置上的数字。
1.3 矩阵的维数矩阵的维数是指矩阵的行数和列数,通常用m×n表示,其中m表示行数,n表示列数。
如果一个矩阵的行数和列数相等,称为方阵。
方阵的阶数就是它的行数或列数。
1.4 矩阵的转置矩阵A的转置记作A^T,就是将矩阵A的行列互换得到的新矩阵。
即如果A=(a_ij)是一个m×n的矩阵,那么A^T=(b_ij)是一个n×m的矩阵,其中b_ij=a_ji。
1.5 矩阵的零矩阵和单位矩阵全是零的矩阵称为零矩阵,记作0。
对角线上都是1,其余都是0的矩阵称为单位矩阵,记作I。
1.6 矩阵的相等如果两个矩阵A和B的对应元素都相等,那么它们是相等的,记作A=B。
换句话说,只要两个矩阵A和B的维数相同,而且对应元素相等,那么它们就是相等的矩阵。
二、矩阵的运算2.1 矩阵的加法和减法设A=(a_ij)和B=(b_ij)是两个相同维数的矩阵,那么它们的和A+B=(c_ij)和差A-B=(d_ij)分别定义为:c_ij=a_ij+b_ij, d_ij=a_ij-b_ij2.2 矩阵的数乘设A=(a_ij)是一个m×n的矩阵,k是一个数,那么kA=(b_ij)定义为:b_ij=k*a_ij2.3 矩阵的乘法设A是一个m×n的矩阵,B是一个n×p的矩阵,那么它们的乘积AB=C是一个m×p的矩阵,C的第i行第j列元素c_ij如下求得:c_ij=a_i1b_1j+a_i2b_2j+…+a_i nb_nj2.4 矩阵的逆若m阶方阵A的逆矩阵存在,即存在一个m阶矩阵B,使得AB=BA=I,则称A可逆,B称为A的逆矩阵,记作A^(-1)。
矩阵分析知识点总结
![矩阵分析知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/9f468828793e0912a21614791711cc7931b778ea.png)
矩阵分析知识点总结一、矩阵的基本概念1.1 矩阵的定义矩阵是由数个数排成的矩形阵列。
矩阵可以用大写字母表示。
1.2 矩阵的基本要素- 元素:矩阵中的每一个数称为矩阵的元素。
- 维数:矩阵的行数和列数称为矩阵的维数。
行和列的个数分别称为行数和列数。
1.3 矩阵的类型- 方阵:行数等于列数的矩阵称为方阵。
- 零矩阵:所有元素都是 0 的矩阵称为零矩阵。
- 对角矩阵:除了主对角线上的元素外,其它元素都是 0 的矩阵称为对角矩阵。
1.4 矩阵的表示- 横标法:按行标的顺序把元素排列成一串数,两个 4× 3 的矩阵可以表示为 12 个数。
- 纵标法:按纵标的顺序把元素排列成一串数。
1.5 矩阵的运算- 矩阵的加法- 矩阵的数乘- 矩阵的乘法1.6 矩阵的转置- 行变列,列变行,得到的新矩阵称为原矩阵的转置。
- 性质: (AT)T = A1.7 矩阵的逆- 若矩阵 A 有逆矩阵 A-1, 则 A × A-1 = A-1 × A = E- 矩阵 A 有逆矩阵的充分必要条件是 A 是可逆的。
- 克拉默法则:若一个 n 阶矩阵可逆,且 Ax = b,则 x = A-1b1.8 矩阵的秩- 行最简形矩阵都是行等价的。
其秩等于不为零的行数。
- 同样列最简形矩阵都是列等价的。
其秩等于不为零的列数。
- 行秩等于列秩。
1.9 矩阵的特征值和特征向量- 特征值:如果数λ和非零向量 x ,使得Ax = λx 成立,则称λ 是矩阵 A 的特征值。
非零向量x 称为特征值λ 对应的特征向量。
- 矩阵 A 所有特征值的集合称为 A 的谱。
- 若λ1,λ2,···,λn 互不相同,相应的特征向量组 x1,x2,···,xn 线性无关,则它们构成一组 A 的特征向量基。
1.10 矩阵的奇异值- 奇异值:对于矩阵A(λ1, λ2, ···, λn),λ1,λ2,···,λn称为矩阵 A 的奇异值。
矩阵知识点归纳及例题
![矩阵知识点归纳及例题](https://img.taocdn.com/s3/m/939ead122a160b4e767f5acfa1c7aa00b42a9d71.png)
矩阵知识点归纳及例题一、矩阵知识点归纳。
(一)矩阵的定义。
1. 矩阵的概念。
- 由m× n个数a_ij(i = 1,2,·s,m;j = 1,2,·s,n)排成的m行n列的数表(a_11a_12·sa_1n a_21a_22·sa_2n ⋮⋮⋱⋮ a_m1a_m2·sa_mn)称为m× n矩阵,简称矩阵,其中a_ij称为矩阵的第i行第j列的元素。
2. 特殊矩阵。
- 零矩阵:所有元素都为0的矩阵,记为O。
- 方阵:行数与列数相等的矩阵,即m = n时的矩阵A称为n阶方阵。
- 对角矩阵:除主对角线元素外,其余元素都为0的方阵,即a_ij=0(i≠ j)的n 阶方阵(a_110·s0 0a_22·s0 ⋮⋮⋱⋮ 00·sa_nn)。
- 单位矩阵:主对角线元素都为1,其余元素都为0的n阶方阵,记为I或E,即(10·s0 01·s0 ⋮⋮⋱⋮ 00·s1)。
(二)矩阵的运算。
1. 矩阵的加法。
- 设A=(a_ij)和B=(b_ij)是两个m× n矩阵,则A + B=(a_ij+b_ij),即对应元素相加。
- 矩阵加法满足交换律A + B=B + A和结合律(A + B)+C = A+(B + C)。
2. 矩阵的数乘。
- 设A=(a_ij)是m× n矩阵,k是一个数,则kA=(ka_ij),即矩阵的每个元素都乘以k。
- 数乘满足分配律k(A + B)=kA + kB和(k + l)A=kA + lA(k、l为常数)。
3. 矩阵的乘法。
- 设A=(a_ij)是m× s矩阵,B=(b_ij)是s× n矩阵,则AB是m× n矩阵,其中(AB)_ij=∑_k = 1^sa_ikb_kj。
- 矩阵乘法一般不满足交换律,即AB≠ BA(在A、B可乘的情况下),但满足结合律(AB)C = A(BC)和分配律A(B + C)=AB + AC,(A + B)C = AC+BC。
矩阵知识点总结图解
![矩阵知识点总结图解](https://img.taocdn.com/s3/m/e0fa6db7760bf78a6529647d27284b73f342367b.png)
矩阵知识点总结图解一、矩阵的定义1.1 矩阵的概念矩阵是一个由m行n列的数域中的数字组成的矩形数组。
例如,一个3行2列的矩阵可以表示为:\[ \begin{bmatrix}a_{11} & a_{12} \\a_{21} & a_{22} \\a_{31} & a_{32} \\\end{bmatrix}\]1.2 矩阵的基本术语- 行数:矩阵中的行数为m。
- 列数:矩阵中的列数为n。
- 元素:矩阵中的每个数字称为元素,如矩阵中的a11、a12等。
- 维数:一个m行n列的矩阵的维数为m×n。
1.3 矩阵的表示矩阵可以用方括号表示,矩阵中的元素用逗号隔开,例如:\[ A = \begin{bmatrix}1 &2 &3 \\4 &5 &6 \\\end{bmatrix}\]二、矩阵的基本运算2.1 矩阵的加法对于两个相同维数的矩阵A和B,它们的加法定义为矩阵中相应位置元素的和。
即:\[ A + B = \begin{bmatrix}a_{11}+b_{11} & a_{12}+b_{12} & a_{13}+b_{13} \\a_{21}+b_{21} & a_{22}+b_{22} & a_{23}+b_{23} \\\end{bmatrix}\]2.2 矩阵的数乘对于一个m行n列的矩阵A和一个数k,它们的数乘定义为矩阵中每个元素与k的乘积。
即:\[ kA = \begin{bmatrix}ka_{11} & ka_{12} & ka_{13} \\ka_{21} & ka_{22} & ka_{23} \\\end{bmatrix}\]2.3 矩阵的乘法对于一个m行n列的矩阵A和一个p行q列的矩阵B,若n=p,则它们的乘法定义为:\[ AB = C \]其中C是一个m行q列的矩阵,其中元素cij的计算方式为:\[ c_{ij} = a_{i1}b_{1j} + a_{i2}b_{2j} + \cdots + a_{in}b_{nj} \]2.4 矩阵的转置一个m行n列的矩阵A的转置是一个n行m列的矩阵,其中元素aij转置为aji。
矩阵知识知识点总结手写
![矩阵知识知识点总结手写](https://img.taocdn.com/s3/m/7c1d01682e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e2c9.png)
矩阵知识知识点总结手写一、矩阵的基本概念1. 定义:矩阵是由m行n列的数按矩形排列所得到的数表。
一般用大写字母A、B、C...表示矩阵,元素用小写字母aij,bij,cij...表示。
2. 矩阵的阶:矩阵A中有m行n列,就称A是一个m×n(读作“m行n列”)的矩阵,m、n分别称为矩阵的行数和列数,记作A[m×n]。
3. 矩阵的元素:A[m×n]=[aij],其中i=1,2,…,m,j=1,2,…,n,称aij为矩阵A的第i行第j 列元素。
4. 矩阵的相等:两个矩阵A,B的阶都相同时,如果相应元素都相等,则称矩阵A,B相等,记作A=B。
5. 矩阵的转置:将矩阵A的行、列互换得到的矩阵称为矩阵A的转置矩阵,记作AT。
6. 方阵:行数等于列数的矩阵称为方阵。
7. 零矩阵:所有元素均为零的矩阵称为零矩阵,记作O。
8. 单位矩阵:主对角线上元素全为1,其它元素均为0的矩阵称为单位矩阵,记作E或In。
二、矩阵的运算1. 矩阵的加法:设A[m×n]=[aij],B[m×n]=[bij],则矩阵C=A+B的第i行第j列元素为:cij=aij+bij,即C[m×n]=[aij+bij]。
2. 矩阵的数乘:数k与矩阵A[m×n]相乘的结果记作kA,即kA[m×n]=[kaij]。
3. 矩阵的乘法:设A[m×n],B[n×p],那么它们的乘积C=A×B[m×p]的第i行第j列元素为:C[i][j]=a[i][1]×b[1][j]+a[i][2]×b[2][j]+…+a[i][n]×b[n][j]。
4. 矩阵的转置:若A[m×n],则A的转置矩阵是AT[n×m],其中a[i][j]=a[j][i]。
5. 矩阵的逆:若方阵A的行列式不为零,那么A存在逆矩阵A-1,使得A×A-1=A-1×A=I。
矩阵知识点总结
![矩阵知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/e1a6d7c8bb0d4a7302768e9951e79b89680268d9.png)
矩阵知识点总结矩阵是线性代数中重要的概念,是一个由数所组成的矩形表格。
矩阵的运算可以帮助我们解决各种实际问题,因此掌握矩阵的常见操作和性质对于学习数学和应用数学都非常重要。
下面是关于矩阵的一些常见知识点的总结。
1. 矩阵定义:矩阵是由数域中的元素按照一定的规则排列组成的矩形阵列。
矩阵的行数和列数分别称为其阶数。
2. 矩阵的运算:矩阵可以进行加法、减法和数乘运算。
加法和减法的运算需要保证两个矩阵的阶数相同,数乘运算则是将矩阵的每个元素乘以一个常数。
3. 矩阵的转置:矩阵的转置是将矩阵的行变为列,列变为行得到的新矩阵。
转置矩阵的性质包括转置矩阵的转置是原矩阵,转置矩阵的运算规则与原矩阵相同。
4. 矩阵的乘法:两个矩阵的乘法需要满足左矩阵的列数等于右矩阵的行数。
两个矩阵相乘得到的新矩阵,新矩阵的行数等于左矩阵的行数,列数等于右矩阵的列数。
5. 矩阵的单位矩阵:单位矩阵是一个主对角线上全为1,其余元素都为0的方阵。
单位矩阵与任何矩阵相乘都不改变原矩阵。
6. 矩阵求逆:对于一个可逆矩阵,可以求其逆矩阵。
逆矩阵满足逆矩阵与原矩阵相乘得到单位矩阵。
7. 矩阵的行列式:行列式是一个与方阵相关的概念,其结果是一个数。
行列式的值可以用于判断矩阵是否可逆,以及用于计算矩阵的逆元素。
8. 矩阵的秩:矩阵的秩是指矩阵中线性无关的行或列的最大个数。
秩的概念与矩阵的行列式和逆矩阵密切相关。
9. 线性方程组和矩阵:线性方程组可以用矩阵和向量的乘法来表示,并可以通过矩阵的求逆、转置和行列式等操作来解线性方程组。
矩阵在数学领域和其他学科中有着广泛的应用,如线性代数、概率论、计算机科学、物理学等。
通过学习矩阵的知识,我们可以更好地理解和解决与矩阵相关的问题,提高数学和科学建模的能力。
同时,在实际应用中,矩阵的运算和性质也为我们提供了一种简洁高效的数学工具。
因此,掌握矩阵的基础知识以及运用矩阵进行问题求解的能力对于学习和应用数学都是非常重要的。
通用矩阵总结知识点
![通用矩阵总结知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/7e4ecbb7710abb68a98271fe910ef12d2af9a9c9.png)
通用矩阵总结知识点一、矩阵的基本概念1. 矩阵的定义矩阵是一个按照行和列排列的数表,通常表示为一个大写字母加方括号:A=[aij]。
其中,A表示矩阵的名称,aij表示矩阵中第i行第j列的元素。
矩阵的行数和列数分别表示为m 和n,记作m×n矩阵。
2. 矩阵的分类根据矩阵的大小和性质,矩阵可以分为多种类型,包括方阵、行阵、列阵等。
其中,方阵是指行数和列数相等的矩阵;行阵是指只有一行的矩阵;列阵是指只有一列的矩阵。
3. 矩阵的运算矩阵的基本运算包括加法、减法、乘法等。
其中,矩阵的加法和减法需要满足相同大小的矩阵才能进行运算;矩阵的乘法则需要满足左边矩阵的列数等于右边矩阵的行数才能进行运算。
二、矩阵的运算规则1. 矩阵的加法和减法矩阵的加法和减法的规则与数的加法和减法类似,只需要对应位置的元素进行相应的运算即可。
例如,对于两个相同大小的矩阵A和B,它们的和矩阵C的第i行第j列的元素为aij+bij,差矩阵D的第i行第j列的元素为aij-bij。
2. 矩阵的乘法矩阵的乘法是矩阵运算中较为复杂的一种运算,它需要满足一定的条件才能进行运算。
具体规则如下:(1)设A为m×n矩阵,B为n×p矩阵,则它们的乘积C为m×p矩阵,记作C=AB。
(2)C的第i行第j列的元素为cij,计算公式为cij=ai1b1j+ai2b2j+...+ainbnj。
3. 矩阵的转置矩阵的转置是将矩阵的行和列互换得到的新矩阵。
通常表示为A^T或者AT,其中A表示原矩阵,A^T表示转置矩阵。
设A为m×n矩阵,A^T为n×m矩阵,则A的第i行第j列的元素为aij,A^T的第j行第i列的元素为aij。
4. 矩阵的逆对于方阵A,如果存在另一个方阵B,使得AB=BA=I(其中I为单位矩阵),则称B为A的逆矩阵,记作A^-1。
逆矩阵是一种特殊的矩阵,它主要用于求解矩阵方程和线性方程组。
5. 矩阵的行列式矩阵的行列式是矩阵的一个重要性质,它描述了矩阵的某些特征。
矩阵所有知识点总结
![矩阵所有知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/87975c0fa9956bec0975f46527d3240c8447a1ed.png)
矩阵所有知识点总结1. 矩阵的定义在数学中,矩阵通常表示为一个由 m 行 n 列元素组成的矩形数组,如下所示:-$$A = \begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\ a_{21} & a_{22} & \cdots &a_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{m1} & a_{m2} & \cdots & a_{mn}\end{bmatrix}$$其中,$$a_{ij}$$ 表示矩阵 A 中第 i 行第 j 列的元素。
当 m = n 时,矩阵称为方阵。
2. 矩阵的运算矩阵具有加法、数乘、矩阵乘法等运算规则,下面分别介绍这些运算规则。
2.1 矩阵的加法设有两个 m 行 n 列的矩阵 A 与 B,则它们的和记为 A + B,其定义为:-$$A + B = \begin{bmatrix} a_{11}+b_{11} & a_{12}+b_{12} & \cdots & a_{1n}+b_{1n} \\a_{21}+b_{21} & a_{22}+b_{22} & \cdots & a_{2n}+b_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots &\vdots \\ a_{m1}+b_{m1} & a_{m2}+b_{m2} & \cdots & a_{mn}+b_{mn} \end{bmatrix}$$2.2 矩阵的数乘设有一个 m 行 n 列的矩阵 A 与一个实数 k,则它们的数乘记为 kA,其定义为:-$$kA = \begin{bmatrix} ka_{11} & ka_{12} & \cdots & ka_{1n} \\ ka_{21} & ka_{22} &\cdots & ka_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ ka_{m1} & ka_{m2} & \cdots &ka_{mn} \end{bmatrix}$$2.3 矩阵的乘法矩阵的乘法是一种较为复杂的运算,两个矩阵 A 与 B 的乘积为一个 m 行 n 列的矩阵 C,其中 C 的第 i 行第 j 列的元素为 A 的第 i 行与 B 的第 j 列对应元素的乘积之和。
矩阵知识点归纳总结
![矩阵知识点归纳总结](https://img.taocdn.com/s3/m/585ef024b94ae45c3b3567ec102de2bd9605dec4.png)
矩阵知识点归纳总结一、矩阵的表示1. 矩阵的定义矩阵是由m行n列数字构成的矩形数组,通常用大写字母表示,如A、B、C等。
矩阵的元素用小写字母表示,如a_ij表示第i行第j列的元素。
2. 矩阵的大小矩阵的大小由其行数和列数确定,通常用m×n表示。
例如一个3×2的矩阵表示有3行2列的矩阵。
3. 矩阵的类型根据矩阵的大小和元素的性质,可以分为方阵、对角阵、零矩阵等。
方阵是行数等于列数的矩阵,对角阵是只有主对角线上有非零元素的矩阵,零矩阵则所有元素均为零。
二、矩阵的运算1. 矩阵的加法如果两个矩阵A和B的大小相同,即都是m×n的矩阵,那么它们的和C=A+B也是一个m×n的矩阵,其中C的第i行第j列的元素等于A的第i行第j列的元素加上B的第i行第j列的元素。
2. 矩阵的数乘如果一个矩阵A的大小为m×n,那么它的数乘kA也是一个m×n的矩阵,其中k是一个常数,且kA的每个元素等于A相应位置的元素乘以k。
3. 矩阵的乘法矩阵的乘法是一种较为复杂的运算,如果矩阵A的大小为m×n,矩阵B的大小为n×p,那么它们的乘积C=AB是一个m×p的矩阵,其中C的第i行第j列的元素等于A的第i行和B的第j列对应元素的乘积之和。
4. 矩阵的转置矩阵的转置是指将矩阵的行和列互换得到的新矩阵,它通常用A^T表示。
例如,如果A 是一个m×n的矩阵,那么它的转置A^T就是一个n×m的矩阵,其中A^T的第i行第j列的元素等于A的第j行第i列的元素。
5. 矩阵的逆如果一个方阵A存在逆矩阵A^-1,那么称A是可逆的。
A的逆矩阵满足AA^-1 = A^-1A = I,其中I是单位矩阵。
逆矩阵A^-1可以用来求解线性方程组和矩阵方程。
三、矩阵的特征1. 矩阵的秩矩阵的秩是指矩阵中非零行列式的个数,它也等于矩阵的列空间维数和行空间维数的最小值。
矩阵知识点完整归纳
![矩阵知识点完整归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/01e2c98b0408763231126edb6f1aff00bed570cb.png)
矩阵知识点完整归纳矩阵是现代数学中的一种重要数学工具,广泛应用于各个学科领域。
在线性代数中,矩阵是最基本的对象之一,研究的对象是矩阵的性质和运算规律。
本文将对矩阵的知识点进行完整归纳。
一、矩阵的定义与表示方法矩阵是m行n列的数表,由m×n个数组成。
它可以用方括号“[ ]”表示,其中的元素可以是实数、复数或其他数域中的元素。
矩阵的第i行第j列的元素记作a_ij。
二、矩阵的运算1.矩阵的加法:对应元素相加。
2.矩阵的减法:对应元素相减。
3.矩阵与标量的乘法:矩阵的每个元素都乘以该标量。
4.矩阵的乘法:第一个矩阵的行乘以第二个矩阵的列,求和得到结果矩阵的对应元素。
5.矩阵的转置:将矩阵的行与列互换得到的新矩阵。
6.矩阵的逆:如果一个n阶方阵A存在逆矩阵A^-1,则称A为可逆矩阵。
三、特殊矩阵1.零矩阵:所有元素均为0的矩阵。
2.单位矩阵:对角线上的元素均为1,其余元素均为0的矩阵。
3.对称矩阵:转置后与原矩阵相等的矩阵。
4.上三角矩阵:主对角线以下的元素均为0的矩阵。
5.下三角矩阵:主对角线以上的元素均为0的矩阵。
6.对角矩阵:只有主对角线上有非零元素,其余元素均为0的矩阵。
7.可逆矩阵:存在逆矩阵的方阵。
8.奇异矩阵:不可逆的方阵。
四、矩阵的性质和定理1.矩阵的迹:矩阵主对角线上元素之和。
2.矩阵的转置积:(AB)^T=B^TA^T。
3.矩阵的乘法满足结合律但不满足交换律:AB≠BA。
4.矩阵的乘法满足分配律:A(B+C)=AB+AC。
5.矩阵的行列式:用于判断矩阵是否可逆,计算方式为按行展开法或按列展开法。
6.矩阵的秩:矩阵的列向量或行向量的极大无关组中的向量个数。
7.矩阵的特征值与特征向量:Ax=λx,其中λ为特征值,x为特征向量。
8.矩阵的迹与特征值之间的关系:矩阵的迹等于特征值之和。
五、应用领域1.线性方程组的求解:通过矩阵运算可以求解线性方程组。
2.三角形面积计算:通过矩阵的行列式可以求解三角形的面积。
矩阵知识点完整归纳
![矩阵知识点完整归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/4e88a343640e52ea551810a6f524ccbff021ca74.png)
矩阵知识点完整归纳矩阵是线性代数中的重要概念,在数学、物理学、计算机科学等众多领域都有着广泛的应用。
下面让我们来对矩阵的相关知识点进行一个完整的归纳。
首先,我们来了解一下矩阵的定义。
矩阵是一个按照矩形排列的数字或者符号的数组。
比如说,一个 m 行 n 列的矩阵,我们就称之为m×n 矩阵。
矩阵有着不同的类型。
比如零矩阵,就是所有元素都为零的矩阵;单位矩阵,是主对角线上元素都为 1,其余元素都为 0 的矩阵;还有对称矩阵,其特点是矩阵关于主对角线对称,即 Aij = Aji 。
矩阵的运算也是重要的知识点。
矩阵的加法,要求两个矩阵必须具有相同的行数和列数,对应位置的元素相加。
矩阵的数乘,就是用一个数乘以矩阵中的每一个元素。
矩阵的乘法相对复杂一些。
当矩阵A 的列数等于矩阵B 的行数时,两个矩阵才能相乘。
其计算规则是,矩阵 A 的第 i 行元素与矩阵 B 的第 j 列元素对应相乘再相加,得到乘积矩阵中的第 i 行第 j 列元素。
矩阵乘法有着一些重要的性质。
比如,一般情况下矩阵乘法不满足交换律,即 AB 不一定等于 BA ;但满足结合律和分配律。
接下来谈谈矩阵的转置。
将矩阵的行和列互换得到的矩阵就是原矩阵的转置矩阵。
转置矩阵有着一些有用的性质,比如(A + B)^T =A^T + B^T 。
逆矩阵是另一个关键概念。
对于一个 n 阶方阵 A,如果存在另一个n 阶方阵 B ,使得 AB = BA = I (其中 I 是单位矩阵),那么矩阵 A可逆,矩阵 B 就是矩阵 A 的逆矩阵。
逆矩阵具有唯一性。
判断一个矩阵是否可逆,通常通过计算矩阵的行列式。
若矩阵的行列式不为零,则矩阵可逆;若行列式为零,则矩阵不可逆。
矩阵的秩也是一个重要的概念。
矩阵的秩是矩阵中线性无关的行向量或者列向量的最大个数。
通过初等变换可以求矩阵的秩。
在实际应用中,矩阵可以用来表示线性方程组。
通过对增广矩阵进行初等行变换,可以求解线性方程组的解。
矩阵知识点总结大纲
![矩阵知识点总结大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/5d172706e418964bcf84b9d528ea81c759f52e11.png)
矩阵知识点总结大纲一、矩阵的基本概念1.1 矩阵的定义1.2 矩阵的元素1.3 矩阵的维数1.4 矩阵的转置1.5 矩阵的特殊矩阵二、矩阵运算2.1 矩阵的加法2.2 矩阵的数乘2.3 矩阵的乘法2.4 矩阵的转置2.5 矩阵的幂2.6 矩阵的逆2.7 矩阵的行列式2.8 矩阵的秩三、线性方程组与矩阵3.1 矩阵的行简化阶梯形式3.2 矩阵的列简化阶梯形式3.3 矩阵的增广矩阵3.4 矩阵的系数矩阵3.5 矩阵的齐次线性方程组3.6 矩阵的非齐次线性方程组四、矩阵的应用4.1 线性代数4.2 计算机图形学4.3 信号处理4.4 优化问题4.5 统计学4.6 量子力学五、矩阵分析5.1 矩阵的迹5.2 矩阵的本征值与本征向量5.3 矩阵的相似矩阵5.4 矩阵的对角化5.5 矩阵的奇异值分解5.6 矩阵的正交矩阵六、矩阵的特征6.1 矩阵的周期性6.2 矩阵的稀疏性6.3 矩阵的对称性6.4 矩阵的正定性6.5 矩阵的随机性七、矩阵的发展历程7.1 矩阵的起源7.2 矩阵的发展7.3 矩阵的应用八、矩阵的未来发展8.1 矩阵的应用领域拓展8.2 矩阵的理论深化8.3 矩阵的计算方法改进九、矩阵的教学与研究9.1 矩阵的教学模式9.2 矩阵的教学资源9.3 矩阵的研究方向十、矩阵的未来前景10.1 矩阵的应用前景10.2 矩阵的教学前景10.3 矩阵的研究前景十一、矩阵的总结与展望11.1 矩阵的总结11.2 矩阵的展望结语矩阵知识点总结一、矩阵的基本概念1.1 矩阵的定义矩阵是一个按照长方形排列的数表。
其中的元素可以是数字、符号或数学式。
矩阵是线性代数的基本概念,应用非常广泛,涉及几何学、概率论、微分方程以及物理学和工程学等各个学科。
1.2 矩阵的元素矩阵的元素是矩阵中的一个具体数值或符号。
1.3 矩阵的维数一个矩阵的维数是指矩阵的行数与列数。
如果一个矩阵有m行n列,则称其为m×n阶矩阵。
矩阵知识点归纳
![矩阵知识点归纳](https://img.taocdn.com/s3/m/5bf3dd497dd184254b35eefdc8d376eeafaa177a.png)
矩阵知识点归纳矩阵是线性代数中一种重要的数学工具,它广泛应用于科学、工程、计算机科学等领域。
本文将对矩阵的基本概念、运算法则以及常见的矩阵类型进行归纳总结。
一、矩阵的基本概念1. 矩阵的定义:矩阵是由m行n列的元素排列而成的矩形阵列,用大写字母表示,如A。
其中,m表示矩阵的行数,n表示矩阵的列数。
2. 元素:矩阵中的数值称为元素,用小写字母表示,如a。
矩阵A的第i行第j列的元素表示为a_ij。
3. 零矩阵:所有元素都为0的矩阵,用0表示。
4. 单位矩阵:主对角线上的元素为1,其他元素为0的矩阵,用I表示。
5. 行向量和列向量:只有一行的矩阵称为行向量,只有一列的矩阵称为列向量。
二、矩阵的运算法则1. 矩阵的加法:两个相同维数的矩阵相加,即对应位置的元素相加。
2. 矩阵的减法:两个相同维数的矩阵相减,即对应位置的元素相减。
3. 矩阵的数乘:用一个数乘以矩阵的每个元素。
4. 矩阵的乘法:矩阵乘法需要满足左矩阵的列数等于右矩阵的行数。
若A是m×n的矩阵,B是n×p的矩阵,那么A与B的乘积AB是m×p的矩阵,且AB的第i行第j列元素为A的第i行与B的第j列对应元素的乘积之和。
5. 转置:将矩阵的行和列对调得到的矩阵称为原矩阵的转置。
若A为m×n的矩阵,其转置记作A^T,即A的第i行第j列元素等于A^T的第j行第i列元素。
三、常见的矩阵类型1. 方阵:行数和列数相等的矩阵称为方阵。
2. 对角矩阵:主对角线以外的元素都为0的方阵称为对角矩阵。
3. 上三角矩阵:主对角线以下的元素都为0的方阵称为上三角矩阵。
4. 下三角矩阵:主对角线以上的元素都为0的方阵称为下三角矩阵。
5. 对称矩阵:元素满足a_ij=a_ji的方阵称为对称矩阵。
6. 反对称矩阵:元素满足a_ij=-a_ji的方阵称为反对称矩阵。
7. 单位矩阵:主对角线上的元素为1,其他元素为0的方阵称为单位矩阵。
四、矩阵的性质1. 矩阵的零点乘法:任何矩阵与零矩阵相乘,结果都是零矩阵。
矩阵的总结知识点
![矩阵的总结知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/d650ab8fd4bbfd0a79563c1ec5da50e2524dd1b3.png)
矩阵的总结知识点一、矩阵的基本概念1. 矩阵的定义矩阵是一个按照矩形排列的数学对象。
矩阵的概念最早出现在线性代数理论中,它是由m行n列的数字排成的矩形阵列。
通常表示为一个大写字母,比如A,而矩阵中的元素通常用小写字母表示,比如a_ij,表示在第i行第j列的元素。
2. 矩阵的类型根据矩阵的形状和性质不同,可以将矩阵分为多种类型,比如方阵、对称矩阵、对角矩阵、三角矩阵等。
方阵是指行数和列数相等的矩阵,对称矩阵是指矩阵关于主对角线对称,对角矩阵是指除了主对角线上的元素外,其他元素都为零,而三角矩阵是指上三角或下三角矩阵。
3. 矩阵的运算矩阵的运算包括矩阵的加法、减法、数乘、矩阵的乘法等。
其中,矩阵的加法和减法要求相加的矩阵具有相同的形状,即行数和列数相同;而矩阵的数乘是指矩阵中的每个元素都乘以一个标量;矩阵的乘法是指矩阵A的列数等于矩阵B的行数时,可以进行矩阵乘法运算。
4. 矩阵的转置和逆矩阵矩阵的转置是指将矩阵的行和列对调得到一个新的矩阵,记作A^T。
而逆矩阵是指如果一个矩阵A存在逆矩阵A^(-1),使得A*A^(-1)=I,其中I是单位矩阵,则称矩阵A可逆,否则称矩阵A为奇异矩阵。
二、矩阵的应用1. 线性方程组的求解矩阵可以用来表示和求解线性方程组,线性方程组可以表示成AX=B的形式,其中A是系数矩阵,X是未知数矩阵,B是常数矩阵。
通过矩阵的基本变换和行列式的计算,可以求解线性方程组的解。
2. 数据处理和分析在数据处理和分析领域,矩阵可以用来表示和处理大规模的数据集。
比如,在机器学习算法中,可以通过矩阵的运算和矩阵分解来进行数据的降维和特征的提取。
3. 控制理论在控制理论中,矩阵可以用来描述线性系统的状态方程和控制方程,通过对状态矩阵和控制矩阵的计算和分析,可以得到系统的稳定性和控制性能。
4. 计算机图形学在计算机图形学中,矩阵可以用来描述和处理图形的旋转、平移、缩放等变换,通过矩阵的运算和矩阵乘法,可以实现图形的变换和动画效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
定义:设n×n阶方阵A,每行每列元素的平方和 为1,每两列相应相应元素的积之和为0。
-1 T T ( 1 ) 、非奇异,且 A A 、 A A I、 det(A) 1 性质:
(2)、A是正交阵,AT 也是正交阵 (3)、正交阵未必是对称阵
cos A sin
(2)、满足( 1)(2)的G P 称为加权自反广义逆, 记为 APr 1 )(3)的G P 称为加权LS广义逆,记为 APl (3)、满足( ( 4 ) 、满足( 1 )( 4 )的 G 称为加权 MN 广义逆,记为 A P Pm T T A ( A PA) A P
四、ห้องสมุดไป่ตู้他广义逆
(1)、AGA A (2)、GAG G 四个条件 T ( 3 ) 、 ( AG ) AG T (GA) GA (4)、
(1)、仅满足( 1)的G称为广义逆,记为 A 1)(2)的G称为自反广义逆,记为 Ar (2)、满足( 1)(3)的G称为LS广义逆,记为 Al (3)、满足( (4)、满足( 1 )( 4 )的 G 称为 MN 广义逆,记为 A m (5)、全满足的G称为伪逆或LSMN广义逆,记为 A 1 ( 6 ) 、满秩方阵的逆称为正 则逆或凯莱逆,记为 A
思考4:奇异值分解(SVD)
补充三: 广义逆矩阵
一、满秩长方阵的逆 1、列满秩 nA m 的逆: -------左逆
1 L
A A A
T
1
AT
左逆不唯一: 一般式: A A PA P
1 L T 1
AL A I
1
-------右逆 2、行满秩 nA 的逆: m
A A AA
sin cos
(4)、A、B是正交阵,AB、BA也是正交阵
五、幂等矩阵
定义:方阵 A,满足A2 A
性质:( 1 )特征值非0即1 (2)R( A) tr ( A) (3) ( I A) 2 I A (4)设R( A) r , 则R( I A) n r (5)设 A B I m , 则BA C 为幂等
②令B A1
③求B B B
T
1
B
T
④求C BL A
⑤求C
1 R
1
C CC
T
mr r n
T 1
1 1 ⑥得A C R BL
3、广义逆的性质
( 1) ( AT ) ( A ) T
其中之一
1 (2)设k 0的常数, (kA) A k (3)A( AT A) AT A A; AT A( AT A) AT AT (4)若P正定, A( AT PA) AT PA A; AT PA( AT PA) AT AT (5)R ( A) R ( A - ) min(n,m) (6)A A是幂等阵,且R A A R ( A) (7)G为AT A的广义逆,则, G T 也是AT A的广义逆
2、伪逆的计算 1)特殊的伪逆
A
1
A
1 L
A
1 R
2)当A为对角阵时
a11 A
a 22
a nn
0 a 1 a ii
ii
a11 A
a 22
a nn
当aii 0 当aii 0
A
1 1 R 1 1 L
4、奇异单位矩阵 A 0 :
1 A为列满秩, A0 A AL 1 A为行满秩, A AR A
注意与定义式的区别: AL 1 A I
AAR
1
I
核心是矩阵的维数与奇异性
二、广义逆(General inverse)
A
1、定义
T
1 R
T 1
右逆不唯一: 一般式:A QA AQA
1 R T
AAR
1
I
T 1
一、满秩长方阵的逆 3、满秩长方阵逆的性质:
(1) (2)
A
A A A为列满秩, AA A为行满秩,
T 1
A
1 T
T
1
A A A
1 R
1 L
T 1
1 当A22 可逆, det(A) det(A22 ) det(A11 A12 A22 A21 )
思考1:如何证明?
三、迹 (trace)
定义:方阵A,tr ( A) aii
i 1
n
性质:( 1 )tr ( AB) tr ( BA)
思考2:
12 12 2 2 已知: X , E ( X ) , D( X ) 21 n ,1 n ,1 n1 n 2 求MSE (X) ?
n m
A R( A) r min(m, n)
AA A A
满足
总存在,但不唯一 右逆、左逆、凯利逆均是广义逆(特殊逆)
A
2、广义逆的求法
1)降秩法
A 11 A r*r A 21 ( nr )*r ( n r )*( m r ) A22 ( n r )*( m r )
1 R
1 L
2 1 1 N AT A 1 2 1 1 1 2 2 1 0 1 ( NN ) 1 2 0 9 0 0 0 1 1 0 1 A N AT 1 1 0 3 1 1 0
Pl
A
Pm
QA ( AQA )
T T
1980
六、用广义逆解线性方程组(布耶哈马Bjerhammar理论)
定义:方阵A,Ax x
思考3:特征值与特征向量在求误差椭圆 中的应用
六、奇异值 (Singular value)
定义:设A为m n的矩阵,则AT A为对称阵, 其特征值为非负,
2 2 记其n个特征值为1 2 2 n,
设k min(m, n), 称1,, 2, ,n为A的奇异值
A ( A A) A A A ( AA )
T T
m T T
l
A A A
m
l
五、加权广义逆 (1)、仅满足( 1 )的 G称为广义逆,记为 (1 ) 、AG A A
A P GAG 称为自反广义逆,记为 Ar (22 ))的 、G P G (2)、满足( 1)( P P 四个条件 , P, Q X 为正定阵 T ( 3 ) 、满足( 1 )( 3 )的 G 称为 LS 广义逆,记为 A l ( 3 ) 、 ( PAG ) PAG P P (4)、满足( 1 )( 4 )的 G 称为 MN 广义逆,记为 A T m ( 4 ) 、 ( G AQ ) G AQ P X P X (5)、全满足的G称为伪逆或LSMN广义逆,记为 A 1 ( 6 ) 、满秩方阵的逆称为正 则逆或凯莱逆,记为 A
三、伪逆(pseudoinverse )
A
1、定义
n m
A
R( A) r min(m, n)
满足 (1)、AGA A (2)、GAG G T ( AG) AG (3)、 T ( 4 ) 、 ( GA ) GA
A G
是唯一的
Moore(1920年)和Penrose(1955年)提出!
性质:( 1 )R ( A) R( AT A) R ( AAT ) R ( AT ) (2)R ( A1 A2 ...Am ) min(R ( A1 ), R ( A2 ),...R( Am )) (3)Q为满秩方阵,则 R (QA) R ( A) (4)R ( A ) t , R ( B ) t , 则R ( AB) t
1n 2n , 2 n
四、范数 (Norm)
负性、齐次性、三角不 等式 向量:(三个条件)非 (四个条件) . ..... ,相容性 矩阵:
分类:二范数、一范数 、无穷范数、 P范数
五、特征值 (Eigenvalue);特征向量(Eigenvector)
主要内容
问题的引入 秩亏自由网平差的原理 广义逆的补充知识 秩亏自由网平差的解法 秩亏自由网平差解的性质
补充一: 六种常用的矩阵
一、三角形矩阵
迭代法解方程组; 高斯消去法; 矩阵的三角形分解(LU):
任一非奇异矩阵可分解为:A=LU,其中一个是单位 三角矩阵
二、对称矩阵
一定是方阵 特征值均为实数 特征向量正交 其逆也对称
A12
1 A11 A 0
0 0
2、广义逆的求法 1)满秩分解法
n*m
A B C
nr r m
A C
1 1 R L mr r n
B
思考5:两种解法如何证明?
满秩分解法的步骤
① A A 1 n*m n*r
1 L
A2 , 其中R( A1 ) r n*( m r )
0 .5 A 0 0.25
例1:
2 A
0
4
3)一般矩阵的伪逆
A A ( AA ) A( A A) A
T T T
T
( AAT ) 和( AT A) 不唯一,但
4)当N为对称方阵
A G 是唯一的
5)设