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走马

陈粒

Lecture 5:矩阵的逆

358 字
2 分钟
Lecture 5:矩阵的逆

5.1 逆矩阵的定义#

定义: #逆矩阵#

描述:ABn 阶方阵,En 阶单位矩阵;若 AB=BA=E,则称 A 是可逆矩阵,并称 BA 的逆矩阵,且逆矩阵是唯一的,记为 A1A^{-1}

解释

  • 矩阵和其逆矩阵相乘等于单位阵;
定义: #逆矩阵的充分必要条件#

描述:A 可逆的充分必要条件是 A|A| 不等于 0

解释

  • 矩阵的测度不等于 0,那么就有逆矩阵;
  • 因为 a1=1aa^{-1}=\frac{1}{a},而分母不能等于零,所以逆矩阵的充分必要条件为测度不为 0;
定义: #互逆#

描述:一阶: A1A=EA^{-1}A=E

解释

5.2 逆矩阵的性质和重要公式#

性质:逆矩阵的性质

    1. (A1)1=A(A^{-1})^{-1}=A
    1. 若 k 不等于 0,则 (kA)1=1kA1(kA)^{-1}=\frac{1}{k}A^{-1}
    • 转置矩阵时:(kA)T=kAT(kA)^T=kA^T
    • 转置矩阵时:kA=knA|kA|=k^n|A|
    1. AB 也可逆,且 (AB)1=B1A1(AB)^{-1}=B^{-1}A^{-1}
    1. AT也可逆,且(AT)1=(A1)TA^{\mathrm{T}}\text{也可逆,且}(A^{\mathrm{T}})^{-1}=(A^{-1})^{\mathrm{T}}
    1. A1=A1\left|A^{-1}\right|=|A|^{-1}
    • 因为:A1A=EE=A1A|A^{-1}A|=|E|\rightarrow|E|=|A^{-1}||A| 即:A1|A^{-1}|A|A| 互为倒数;

注意A+B不一定可逆,且(A+B)1A1+B1A+B\text{不一定可逆,且}\left(A+B\right)^{-1}\neq A^{-1}+B^{-1}

  • (A+B)T=AT+BT\left(A+B\right)^{T}=A^{T}+B^{T}
  • A+B\vert A+B\vert 不等于 A+B\vert A\vert+\vert B\vert

补充:逆矩阵与分块矩阵结论

  • (a00b)1=(a100b1)(A00B)1=(A100B1)(0ab0)1=(0b1a10)(0AB0)1=(0B1A10)\left.\left(\begin{matrix}a&0\\0&b\end{matrix}\right.\right)^{-1}=\left(\begin{matrix}a&-1&0\\0&b^{-1}\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}A&0\\0&B\end{matrix}\right)^{-1}=\left(\begin{matrix}A&-1&0\\0&B^{-1}\end{matrix}\right)\\\left(\begin{matrix}0&a\\b&0\end{matrix}\right)^{-1}=\left(\begin{matrix}0&b^{-1}\\a^{-1}&0\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}0&A\\B&0\end{matrix}\right)^{-1}=\left(\begin{matrix}0&B^{-1}\\A^{-1}&0\end{matrix}\right)

5.3 用定义法求可逆矩阵的逆矩阵#

5.3.1 方法一:定义法#

方法:定义进行求解,即求一个矩阵 B,使 AB=E,则 A 可逆,且 A1=BA^{-1}=B

5.3.2 方法二:乘积法#

方法:将 A 分解成若干个可逆矩阵的乘积. 因两个可逆矩阵的积仍是可逆矩阵,即若 A=BC,其中,B、C 均可逆,则 A 可逆,且:

  • A1=(BC)1=C1B1A^{-1}=(BC)^{-1}=C^{-1}B^{-1}

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穆哈麦提
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