线性方程组有解的充要条件
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线性代数知识点总结第一章 行列式二三阶行列式N 阶行列式:行列式中所有不同行、不同列的n 个元素的乘积的和n nn nj j j j j j j j j nij a a a a ...)1(21212121)..(∑-=τ(奇偶)排列、逆序数、对换行列式的性质:①行列式行列互换,其值不变。
(转置行列式T D D =) ②行列式中某两行(列)互换,行列式变号。
推论:若行列式中某两行(列)对应元素相等,则行列式等于零。
③常数k 乘以行列式的某一行(列),等于k 乘以此行列式。
推论:若行列式中两行(列)成比例,则行列式值为零; 推论:行列式中某一行(列)元素全为零,行列式为零。
④行列式具有分行(列)可加性⑤将行列式某一行(列)的k 倍加到另一行(列)上,值不变 行列式依行(列)展开:余子式ij M 、代数余子式ij j i ij M A +-=)1(定理:行列式中某一行的元素与另一行元素对应余子式乘积之和为零。
克莱姆法则:非齐次线性方程组 :当系数行列式0≠D 时,有唯一解:)21(n j DD x j j ⋯⋯==、齐次线性方程组 :当系数行列式01≠=D 时,则只有零解 逆否:若方程组存在非零解,则D 等于零 特殊行列式:①转置行列式:332313322212312111333231232221131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a → ②对称行列式:ji ij a a =③反对称行列式:ji ij a a -= 奇数阶的反对称行列式值为零④三线性行列式:333122211312110a a a a a a a 方法:用221a k 把21a 化为零,。
化为三角形行列式 ⑤上(下)三角形行列式:行列式运算常用方法(主要)行列式定义法(二三阶或零元素多的) 化零法(比例)化三角形行列式法、降阶法、升阶法、归纳法、第二章 矩阵n *(零矩阵、负矩阵、行矩阵、列矩阵、n 阶方阵、相等矩阵) ---------交换、结合律 数乘n m ij ka kA *)(=---------分配、结合律乘法nm lkj ik n l kj l m ik b a b a B A *1**)()(*)(*∑==注意什么时候有意义一般AB=BA ,不满足消去律;由AB=0,不能得A=0或B=0 转置A A T T =)( TT T B A B A +=+)( T T kA kA =)( TT T A B AB =)((反序定理) 方幂:2121k k k kA AA +=2121)(k k k k A A +=对角矩阵:若AB 都是N 阶对角阵,k 是数,则kA 、A+B 、 数量矩阵:相当于一个数(若……)单位矩阵、上(下)三角形矩阵(若……) 对称矩阵 反对称矩阵阶梯型矩阵:每一非零行左数第一个非零元素所在列的下方 注:把分出来的小块矩阵看成是元素N 阶方阵,若存在N 阶矩阵B 的AB=BA=I 则称A 是可逆的,|A|=0、伴随矩阵)2.、非零k 乘某一行(列)3、将某行(列)的K 初等变换不改变矩阵的可逆性 初等矩阵都可逆倍乘阵 倍加阵) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O OO I D rr矩阵的秩r(A):满秩矩阵 降秩矩阵 若A 可逆,则满秩 若A 是非奇异矩阵,则r (AB )=r (B ) 初等变换不改变矩阵的秩求法:1定义2转化为标准式或阶梯形矩阵与行列式的联系与区别:都是数表;行列式行数列数一样,矩阵不一样;行列式最终是一个数,只要值相等,就相等,矩阵是一个数表,对应元素相等才相等;矩阵n ij n ij a k ka )()(=,行列式nij n n ij a k ka =逆矩阵注:①AB=BA=I 则A 与B 一定是方阵 ②BA=AB=I 则A 与B 一定互逆; ③不是所有的方阵都存在逆矩阵;④若A 可逆,则其逆矩阵是唯一的。
3.向量组的线性相关性与线性方程组的解§3.1 线性方程组解的判定1.定理3.1:n 元线性方程组AX=b ,其中A=(a 12a 12a 1n a 21a 22a 2na m1a m2a mn),x=( x 1x 2??x n ) ,b=( b 1b 2??b m )(1)无解的充要条件是R(A)<R(A,b);(2)有惟一解的充要条件是R(A)=R(A,b)=n ,(3)有无穷多解的充要条件是R(A)=R(A,b)<n.注:(1)R(A,b)先化为行阶梯形,判别。
有解时再化为行最简形求解。
(2)R(A)=m 时,AX=b 有解。
(3)R(A)=r 时,有n-r 个自由未知量,未必是后面n-r 个。
2.定理3.2:n 元线性方程组AX=0(1)有惟一解(只有零解)的充要条件是R(A)=n ; (2)有无穷多解(有非零解)充要条件是R(A)<n .注:(1)m <n,AX=0必有非零解。
3.定理3.3:矩阵方程AX=B 有解的充要条件是R(A)=R(A,B) 求解线性方程组例1. {4x 1+2x 2?x 3=23x 1?x 2+2x 3 =1011x 1+3x 2 =8例2. {2x 1+x 2?x 3+x 4 =14x 1+2x 2?2x 3+x 4=22x 1+x 2 ?x 3?x 4 =1例3. 求解齐次线性方程组{3x 1+ 4x 2?5x 3+ 7x 4 =02x 1?3x 2+3x 3? 2x 4 =04x 1+11x 2?13x 3+16x 4=07x 1?2x 2+ x 3+ 3x 4 =0例4.写出一个以X=C 1(2?310)+C 2(?2401)为通解的齐次线性方程组。
例5(每年).(1)λ取何值时,非齐次线性方程组{ λx 1+x 2+x 3=1x 1+λx 2+x 3=λx 1+x 2+λx 3=λ2(1)有惟一解;(2)无解;(3)有无穷多组解?并在有无穷多组解时求出通解.(2)非齐次线性方程组{x 1+x 2+2x 3=02x 1+x 2+ax 3=13x 1+2x 2+4x 3=b当a,b 取何值时,(1)有惟一解;(2)无解;(3)有无穷多组解?并求出通解.例5(12/13学年).设A=(λ110λ?1011λ), b=(a11),已知Ax=b 存在两个不同的解:(1)求λ,a;(2)求Ax=b 的通解。
一、行列式1.排列:由个不同数码1,2,……,组成的有序数组12……n。
2.逆序:在一个级排列12……n中,如果有较大的数t排在较小的数s前面,则称与构成一个逆序。
一个级排列中逆序的总数称为它的逆序数,逆序数是奇数称为奇排列,是偶数或0称为偶排列。
3.定理1:任意一个排列经过一个对换后奇偶性改变。
定理2:个数码(>1)共有!个级排列,其中奇偶排列各占一半。
4.用2个元素(=1,2, ……)组成的记号称为阶行列式,其中横排称为行,纵排称为列。
称为第行第列的元素,阶行列式表示所有可能取自不同的行,不同的列的个元素乘积的代数和,一般项可以写为其中12…n 构成一个级排列,当12…n取遍所有的级排列时,则得到阶行列式表示的代数和中所有的项。
5.主对角线:行列式中从左上角到右下角的对角线。
6.主对角线右上方元素全为0的行列式为下三角行列式,左下方元素全为0为上三角行列式,主对角线左上方和右上方元素全为0,主对角线上元素不全为0的行列式为对角行列式,它们的值均等于主对角线上元素的乘积。
7.行列式性质1 行列式转置,值不变,即D T=D8.性质2 交换行列式的两行(列),行列式的值变号,即D1=D。
9.性质3 用数乘行列式的某一行(列),等于数乘此行列式 ,即D1=D。
10.性质4 若将行列式中某一行(列)的每一个元素写成两个数的和,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D=D1+D211.推论:①若行列式中有两行(列)的对应元素相同,则此行列式值为0。
②若行列式中有两行(列)的对应元素成比例,则此行列式值为0。
③若行列式某行(列)的所有元素有公因子,则公因子可提到行列式外面。
④将行列式某一行(列)的所有元素同乘以数后加到另一行(列)对应位置的元素上,行列式值不变。
12.余子式M:在阶行列式D=||中去掉元素所在的第行第列后,余下的-1阶行列式。
线性代数知识点总结第一章 行列式二三阶行列式N 阶行列式:行列式中所有不同行、不同列的n 个元素的乘积的和n nn nj j j j j j j j j nij a a a a ...)1(21212121)..(∑-=τ(奇偶)排列、逆序数、对换行列式的性质:①行列式行列互换,其值不变。
(转置行列式T D D =) ②行列式中某两行(列)互换,行列式变号。
推论:若行列式中某两行(列)对应元素相等,则行列式等于零。
③常数k 乘以行列式的某一行(列),等于k 乘以此行列式。
推论:若行列式中两行(列)成比例,则行列式值为零; 推论:行列式中某一行(列)元素全为零,行列式为零。
④行列式具有分行(列)可加性⑤将行列式某一行(列)的k 倍加到另一行(列)上,值不变 行列式依行(列)展开:余子式ij M 、代数余子式ij j i ij M A +-=)1(定理:行列式中某一行的元素与另一行元素对应余子式乘积之和为零。
克莱姆法则:非齐次线性方程组 :当系数行列式0≠D 时,有唯一解:)21(n j DD x j j ⋯⋯==、齐次线性方程组 :当系数行列式01≠=D 时,则只有零解 逆否:若方程组存在非零解,则D 等于零 特殊行列式:①转置行列式:332313322212312111333231232221131211a a a a a a a a a a a a a a a a a a →②对称行列式:ji ij a a =③反对称行列式:ji ij a a -= 奇数阶的反对称行列式值为零④三线性行列式:333122211312110a a a a a a a 方法:用221a k 把21a 化为零,。
化为三角形行列式 ⑤上(下)三角形行列式:行列式运算常用方法(主要)行列式定义法(二三阶或零元素多的) 化零法(比例)化三角形行列式法、降阶法、升阶法、归纳法、第二章 矩阵n (零矩阵、负矩阵、行矩阵、列矩阵、n 阶方阵、相等矩阵) ---------交换、结合律 数乘n m ij ka kA *)(=---------分配、结合律乘法nm lkj ik n l kj l m ik b a b a B A *1**)()(*)(*∑==注意什么时候有意义一般AB=BA ,不满足消去律;由AB=0,不能得A=0或B=0 转置A A TT =)( TTTB A B A +=+)( TTkA kA =)( TTTA B AB =)((反序定理) 方幂:2121k k k kA AA +=2121)(k k k k A A +=对角矩阵:若AB 都是N 阶对角阵,k 是数,则kA 、A+B 、 数量矩阵:相当于一个数(若……)单位矩阵、上(下)三角形矩阵(若……) 对称矩阵 反对称矩阵阶梯型矩阵:每一非零行左数第一个非零元素所在列的下方 注:把分出来的小块矩阵看成是元素N 阶方阵,若存在N 阶矩阵B 的AB=BA=I 则称A 是可逆的,|A|=0、伴随矩阵)2.、非零k 乘某一行(列)3、将某行(列)的K 初等变换不改变矩阵的可逆性 初等矩阵都可逆倍乘阵 倍加阵) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O OO I D rr矩阵的秩r(A):满秩矩阵 降秩矩阵 若A 可逆,则满秩 若A 是非奇异矩阵,则r (AB )=r (B ) 初等变换不改变矩阵的秩求法:1定义2转化为标准式或阶梯形矩阵与行列式的联系与区别:都是数表;行列式行数列数一样,矩阵不一样;行列式最终是一个数,只要值相等,就相等,矩阵是一个数表,对应元素相等才相等;矩阵n ij n ij a k ka )()(=,行列式nij n n ij a k ka =逆矩阵注:①AB=BA=I 则A 与B 一定是方阵 ②BA=AB=I 则A 与B 一定互逆; ③不是所有的方阵都存在逆矩阵;④若A 可逆,则其逆矩阵是唯一的。