线性代数行列式基本概念
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行列式知识点行列式是线性代数中的重要概念之一,广泛应用于数学、物理、工程和计算机科学等领域。
本文将介绍行列式的基本概念、性质和计算方法,帮助读者更好地理解和应用行列式知识。
一、行列式的定义行列式是一个与矩阵相关的数值。
对于一个n阶方阵A,它的行列式表示为det(A),其中n表示方阵的阶数。
行列式的计算涉及到矩阵的元素和排列的概念,下面将详细介绍。
二、行列式的性质1. 行列式的对角线规则:对于一个n阶方阵A,行列式det(A)等于主对角线元素相乘的积减去次对角线元素相乘的积。
2. 行列式的性质之一:交换行(列)位置,行列式的值不变。
3. 行列式的性质之二:若行(列)中有两行(列)元素成比例,行列式的值为0。
4. 行列式的性质之三:行列式的某一行(列)乘以一个数k,等于行列式的值乘以k。
三、行列式的计算方法1. 二阶和三阶行列式的计算:对于二阶行列式A,可以用交叉相乘法计算,即ad-bc。
对于三阶行列式A,可以用Sarrus法则计算。
2. 高阶行列式的计算:对于n阶行列式A,可以利用拉普拉斯展开定理进行计算。
具体步骤是选择一行(列)作为展开行(列),将行列式展开为以该行(列)元素为首的n个代数余子式的乘积之和。
四、行列式的应用1. 线性方程组的解:行列式可以用于求解线性方程组的解。
若系数矩阵的行列式不为0,则方程组有唯一解;若行列式为0,则方程组无解或有无穷解。
2. 矩阵的逆:若一个n阶方阵A的行列式不为0,则矩阵A可逆,且其逆矩阵A^{-1}的元素可以用A的伴随矩阵元素和行列式的倒数表示。
3. 坐标变换:在几何学中,行列式可以用于坐标变换。
例如,二维平面上坐标变换时,坐标的旋转、平移和缩放可以用行列式进行表示。
五、总结本文介绍了行列式的基本概念、性质和计算方法,并提供了行列式在线性方程组、矩阵逆和坐标变换中的应用。
行列式作为线性代数中的基础知识,对于深入理解和应用相关领域的知识具有重要作用。
通过学习和掌握行列式的知识点,读者可以更好地理解相关的数学和科学问题,并灵活运用行列式进行问题求解和分析。
行列式的性质与运算法则行列式是线性代数中的一个重要概念,它在矩阵运算中起着至关重要的作用。
行列式的性质和运算法则是我们学习和应用行列式的基础,本文将围绕这一主题展开阐述。
一、行列式的定义和基本性质行列式是一个数,它是一个方阵中元素的一种特殊组合。
对于一个n阶方阵A,它的行列式记作det(A)或|A|,其中n表示方阵的阶数。
行列式具有以下基本性质:1. 方阵A的行列式等于其转置矩阵A^T的行列式,即det(A) = det(A^T)。
2. 对调方阵A的两行(或两列),其行列式的值不变,即行列式具有行对换性质。
3. 如果方阵A的某一行(或某一列)的元素全为0,则行列式的值为0。
4. 行列式的值与方阵的行列式的值成正比,即如果一个方阵的某一行(或某一列)的元素都乘以一个常数k,那么行列式的值也将乘以k。
二、行列式的运算法则行列式的运算法则包括加法法则、数乘法则、乘法法则和转置法则。
1. 加法法则对于两个n阶方阵A和B,它们的行列式之和等于行列式分别取和的结果,即det(A + B) = det(A) + det(B)。
2. 数乘法则对于一个n阶方阵A和一个数k,方阵A的行列式乘以k等于行列式乘以k的结果,即det(kA) = k^n * det(A)。
3. 乘法法则对于两个n阶方阵A和B,它们的乘积的行列式等于行列式分别取乘积的结果,即det(AB) = det(A) * det(B)。
4. 转置法则对于一个n阶方阵A,它的转置矩阵A^T的行列式等于原方阵A的行列式,即det(A^T) = det(A)。
三、行列式的应用行列式的应用广泛,它在线性代数、微积分、几何学等领域都有重要的应用。
1. 判断方阵的可逆性一个n阶方阵A可逆的充要条件是其行列式不等于0,即det(A) ≠ 0。
利用这一性质,我们可以通过计算方阵的行列式来判断其可逆性。
2. 求解线性方程组对于一个n元线性方程组,我们可以将其系数矩阵表示为一个方阵A,并将常数项表示为一个列向量b。
线性代数知识点总结1 行列式(一)行列式概念和性质1、逆序数:所有的逆序的总数2、行列式定义:不同行不同列元素乘积代数和3、行列式性质:(用于化简行列式)(1)行列互换(转置),行列式的值不变(2)两行(列)互换,行列式变号(3)提公因式: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(4)拆列分配:行列式中如果某一行(列)的元素都是两组数之和,那么这个行列式就等于两个行列式之和。
(5)一行(列)乘k加到另一行(列),行列式的值不变。
(6)两行成比例,行列式的值为0。
(二)重要行列式4、上(下)三角(主对角线)行列式的值等于主对角线元素的乘积5、副对角线行列式的值等于副对角线元素的乘积乘6、Laplace展开式:(A是m阶矩阵,B是n阶矩阵),则7、n阶(n≥2)范德蒙德行列式数学归纳法证明★8、对角线的元素为a,其余元素为b的行列式的值:(三)按行(列)展开9、按行展开定理:(1)任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和等于行列式的值(2)行列式中某一行(列)各个元素与另一行(列)对应元素的代数余子式乘积之和等于0(四)行列式公式10、行列式七大公式:(1)|kA|=k n|A|(2)|AB|=|A|·|B|(3)|A T|=|A|(4)|A-1|=|A|-1(5)|A*|=|A|n-1(6)若A的特征值λ1、λ2、……λn,则(7)若A与B相似,则|A|=|B|(五)克莱姆法则11、克莱姆法则:(1)非齐次线性方程组的系数行列式不为0,那么方程为唯一解(2)如果非齐次线性方程组无解或有两个不同解,则它的系数行列式必为0(3)若齐次线性方程组的系数行列式不为0,则齐次线性方程组只有0解;如果方程组有非零解,那么必有D=0。
2 矩阵(一)矩阵的运算1、矩阵乘法注意事项:(1)矩阵乘法要求前列后行一致;(2)矩阵乘法不满足交换律;(因式分解的公式对矩阵不适用,但若B=E,O,A-1,A*,f(A)时,可以用交换律)(3)AB=O不能推出A=O或B=O。
行列式的三种定义行列式是线性代数中一个非常重要的概念,它具有着许多重要的性质和应用。
在学习行列式的过程中,需要掌握三种不同的定义方法,包括代数定义、几何定义、和递推定义。
本文将从这三个方面一步一步讲解,帮助读者更好地理解行列式的概念和计算方法。
1. 代数定义行列式的代数定义是最基本也是最常用的定义方法。
对于一个n阶矩阵A,其行列式记为|A|或det(A),代数定义为:|A| = Σ(-1)^(i+j) * a_ij * M_ij其中i和j分别表示矩阵A中的第i行和第j列,a_ij表示A中第i行第j列的元素值,M_ij表示去掉矩阵A中第i行和第j列的子矩阵的行列式值。
这个定义可能看起来比较复杂,但是实际上非常好理解。
它的基本思路是将n阶矩阵A转化为n个n-1阶矩阵的运算,然后不断地递归计算,最终得出行列式的值。
这种方法的优点在于,它不仅适用于方阵,也适用于非方阵,所以可以广泛地应用到各种各样的问题中。
2. 几何定义几何定义是行列式另一种常用的定义方法。
它的基本思路是将矩阵A对应的线性变换视为对n维空间中一个向量的拉伸,从而将行列式的值解释为拉伸的比例因子。
具体来说,对于一个n阶矩阵A,其行列式的几何定义为:|A| = S*B/S*A其中S*A和S*B分别表示矩阵A和B对应线性变换后向量的长度,也就是表示空间中一个体积的大小。
这个定义方法非常直观,可以帮助我们更好地理解行列式的含义,也适用于二维和三维空间中的向量计算。
3. 递推定义递推定义是行列式的另一种常见定义方法。
它的基本思路是不断地删减矩阵的行和列,直至得到一个常数值。
这个定义方法虽然比较抽象,但是它有着较高的计算效率和便利性。
对于一个n阶矩阵A,其行列式的递推定义为:|A| = a_11 * |A'|其中A'是去掉A中的第一行和第一列所得的(n-1)阶矩阵。
这个定义方法可以方便地使用递归或循环算法实现,对于大规模矩阵的计算尤其有效。
行列式的认识行列式是线性代数中的一个重要概念,用于描述矩阵的性质和求解线性方程组的解。
本文将介绍行列式的概念、性质和计算方法,并探讨其在代数学和几何学中的应用。
一、行列式的定义行列式是一个标量,通常用竖线或方括号表示。
对于一个n阶方阵A,其行列式记作det(A)、|A|或[A],定义如下:det(A) = a11*a22*a33...ann - a11*a23*a32...ann-1n +a11*a24*a42...ann-1n-1 - ... - a1n*a2n-1*a3n-2...a(n-1)(n-1)其中,aij表示矩阵A的第i行第j列的元素。
在该定义中,n阶方阵A被展开成n!个乘积的和,这些乘积称为行列式的项。
二、行列式的性质1. 互换行列式的两行(列),其值不变。
2. 行(列)成比例,行列式的值为0。
3. 行列式中某行(列)元素的倍数加到另一行(列)上,其值不变。
4. 行列式的值等于其转置矩阵的值。
5. 若矩阵A可逆,则其行列式不为0。
三、行列式的计算方法行列式的计算方法有多种,其中最常用的是按行或列展开法。
1. 按第一行(列)展开:根据定义展开第一行(列)的各个元素乘以其代数余子式,并与其对应符号相乘后求和。
2. 代数余子式求和:对于n阶方阵A的元素aij,其代数余子式定义为Aij = (-1)^(i+j) * Mij,其中Mij为A去掉第i行第j列后所形成的(n-1)阶方阵。
行列式的值可以通过对A的一行(列)元素与其代数余子式相乘求和得到。
四、行列式的应用1. 线性方程组的解:给定一个线性方程组Ax=b,其中A为系数矩阵,x为未知向量,b为常数向量。
若det(A)≠0,则方程组存在唯一解;若det(A)=0,则方程组可能无解或有无穷多解。
2. 矩阵的可逆性:对于n阶方阵A,若det(A)≠0,则A可逆;若det(A)=0,则A不可逆。
3. 判断向量组的线性相关性:给定一组向量v1,v2,...,vn,将其排列成矩阵A=[v1, v2, ..., vn]。
行列式的基本概念===========行列式是线性代数中的基本概念之一,它是一个由矩阵元素构成的数学表达式。
本篇文章将详细介绍行列式的定义、性质、运算、应用、发展历程、相关问题与技巧以及在数学中的地位与价值。
1. 行列式的定义--------行列式是由一个方阵的元素构成的数学表达式。
它可以看作是矩阵的一种性质,用于求解线性方程组、判断矩阵是否可逆等。
行列式的定义如下:设A是一个n阶方阵,即A是一个n行n列的矩阵,A的行列式记作det(A),并且满足以下性质:1. 交换律:det(A)=det(AT),其中AT为A的转置矩阵。
2. 结合律:对于任意的常数k,det(kA)=k^n * det(A)。
3. 单位元:当A为n阶单位矩阵I时,det(I)=1。
2. 行列式的性质--------行列式具有以下性质:1. 如果矩阵A中有两行或两列相等,则det(A)=0。
2. 如果矩阵A是一个对称矩阵,那么它的行列式等于它的主对角线上的元素的乘积减去副对角线上的元素的乘积。
即det(A)=a11*a22*...*ann - a12*a21*...*ann+a1n*a2n*...*an-1,n-1。
3. 如果矩阵A是一个埃尔米特矩阵(即AT=A),那么它的行列式等于它的特征值的乘积。
即det(A)=a11*a22*...*ann * a12*a21*...*ann+a1n*a2n*...*an-1,n-1。
4. 如果矩阵A是一个可逆矩阵,那么它的行列式不等于零。
即det(A)!=0。
5. 如果矩阵A是一个正定矩阵,那么它的行列式大于零。
即det(A)>0。
6. 如果矩阵A是一个负定矩阵,那么它的行列式小于零。
即det(A)<0。
7. 如果矩阵A是一个半正定矩阵,那么它的行列式大于等于零。
即det(A)>=0。
8. 如果矩阵A是一个半负定矩阵,那么它的行列式小于等于零。
即det(A)<=0。
大一数学行列式知识点行列式是线性代数中的重要概念,它在解决线性方程组、计算向量的线性无关性等问题中起着关键作用。
本文将介绍大一数学中与行列式相关的基本概念和常见知识点。
1. 行列式的定义行列式可以看作是一个矩阵的标量值。
对于n阶方阵A=(aij),行列式的定义如下:|A| = a11*a22*a33*...*ann + a21*a32*a43*...*a(n-1)n*a1n + ... + ann-1*an1*a1n-1*...*a21 - ... - ann*a(n-1)n*a1n*...*a212. 二阶行列式二阶行列式是最为简单的一种行列式形式。
对于二阶方阵A=(aij),行列式的计算方式如下:|A| = a11*a22 - a12*a213. 三阶行列式三阶行列式也是比较常见的一种形式。
对于三阶方阵A=(aij),行列式的计算方式如下:|A| = a11*a22*a33 + a21*a32*a13 + a31*a12*a23 - a31*a22*a13 - a11*a32*a23 - a21*a12*a334. 行列式的性质(1)行列式与转置:对于一个方阵A,有|A|=|A^T|,即行列式与转置矩阵的行列式相等。
(2)行列式与矩阵相似:对于相似矩阵,它们的行列式相等,即若A~B,则|A|=|B|。
(3)行列式与倍数:若矩阵A的某一行(列)的所有元素同时乘以k,那么行列式的值也会乘以k。
(4)行列式与行(列)互换:行列式中行(列)互换会改变行列式的符号,即互换行(列)后的行列式值等于原行列式值的相反数。
(5)行列式与行(列)相关:若方阵A的某一行(列)是由其他行(列)线性组合得到的,则此行列式为零。
5. 行列式的计算方法(1)按定义法:根据行列式的定义进行展开求值。
适用于小阶行列式的计算。
(2)按行(列)展开法:按矩阵的某一行(列)展开,可以通过递归的方式迭代求解。
适用于中阶行列式的计算。
初中行列式的基本概念知识点行列式是线性代数中的一个重要概念,也是初中数学学科中的一部分内容。
本文将介绍初中行列式的基本概念和知识点,希望能够帮助同学们更好地理解和掌握行列式的概念。
一、行列式的定义行列式是一个数学运算符号,用于将一个方阵转换成一个数。
对于一个n阶的方阵A(a_ij),其行列式记作|A|或det(A)。
其中,a_ij表示A 矩阵中第i行第j列的元素。
例如,对于一个2阶矩阵A:A = |a11 a12||a21 a22|其行列式的表示为:|A| = a11 * a22 - a12 * a21。
二、行列式的性质行列式具有一些特殊的性质,可以用于简化运算或推导其他性质。
以下是行列式常用的性质:1. 交换行列式的两行(列),行列式的值不变。
2. 将行列式的某一行(列)的倍数加到另一行(列)上,行列式的值不变。
3. 行列式的某一行(列)的倍数取出来,行列式的值也要相应除以这个倍数。
4. 行列式的某一行(列)的倍数和另一行(列)的组合,等于这个行列式中对应位置元素的代数余子式乘以另一行(列)对应位置的元素之和。
三、行列式的计算方法初中阶段,我们主要关注2阶和3阶方阵的行列式计算。
对于2阶矩阵,行列式的计算方法已经在行列式的定义中给出。
对于3阶矩阵,行列式的计算方法有两种常用的形式:1. 代数余子式法:将3阶矩阵中的每个元素分别作为一个2阶矩阵,计算出每个2阶矩阵的行列式值,再按照符号规律相加减得到行列式的值。
2. 公式法:使用公式法计算3阶矩阵的行列式,可以简化计算过程。
公式如下:|A| = a11 * a22 * a33 + a12 * a23 * a31 + a13 * a21 * a32- a31 * a22 * a13 - a32 * a23 * a11 - a33 * a21 * a12四、行列式的应用行列式是线性代数中的重要概念,也有很多实际的应用。
以下是一些行列式在实际问题中的应用:1. 判断线性方程组的解的情况:对于一个n个未知量的线性方程组,如果其系数矩阵的行列式不为0,则该线性方程组有唯一解。
线性代数计算行列式行列式是线性代数中的一个重要概念,用于刻画矩阵的性质和运算。
行列式可以看做是一个线性变换对体积的放缩比例,它可以用来描述矩阵的可逆性、线性相关性、多项式方程的根等。
本文将从行列式的定义、性质、计算方法以及一些应用等方面详细介绍线性代数中行列式的相关知识。
首先,我们来定义什么是行列式。
给定一个n阶矩阵A = [a_ij](其中i表示行数,j表示列数),则A的行列式记作,A,或det(A),它是一个标量,表示一个n维线性变换的放缩比例。
根据矩阵的行列数不同,行列式可以分为一阶行列式、二阶行列式、三阶行列式等。
一阶行列式就是一个数本身,即,a,=a。
二阶行列式的计算公式如下:,A,=a_11*a_22-a_12*a_21三阶行列式的计算公式如下:,A,=a_11*a_22*a_33+a_12*a_23*a_31+a_13*a_21*a_32-a_13*a_22*a_31-a_11*a_23*a_32-a_12*a_21*a_33根据行列式的定义,我们可以推导出一些重要的性质:1. 行列式与转置:对于任意的n阶矩阵A,有det(A) = det(A^T)。
2. 行列式的性质:如果A的行元素全为0,则det(A) = 0。
如果A的两行元素相同,则det(A) = 0。
如果A的行元素与另一行元素成比例,则det(A) = 0。
3. 行列式的性质:行列式的值不变,当交换A的两行或两列的顺序时。
即det(A) = det(A'),其中A'是A的两行或两列交换后得到的矩阵。
4. 行列式的性质:如果A的行元素加上行元素的k倍得到B,则det(B) = det(A)。
有了这些性质,我们可以通过行列式的性质进行计算,并进行一些变换,使得计算行列式的过程更加简单。
下面,我们来介绍一些行列式的计算方法:1.二阶行列式的计算:根据二阶行列式的计算公式,直接计算即可。
2.三阶及以上的行列式的计算:一般采用代数余子式和按行展开的方法。
目录目录 (1)一、行列式 (2)见ppt。
(2)二、矩阵特征值 (2)三、正定矩阵 (2)四、幺模矩阵 (3)五、顺序主子阵 (4)六、正定二次型 (6)七、矩阵的秩 (6)八、初等变换(elementary transformation) (7)一、行列式见ppt。
二、矩阵特征值设 A 是n阶方阵,如果存在数m和非零n维列向量 x,使得 Ax=mx 成立,则称 m 是A的一个特征值(characteristic value)或本征值(eigenvalue)。
非零n维列向量x称为矩阵A的属于(对应于)特征值m的特征向量或本征向量,简称A的特征向量或A的本征向量。
求矩阵特征值的方法Ax=mx,等价于求m,使得(mE-A)x=0,其中E是单位矩阵,0为零矩阵。
|mE-A|=0,求得的m值即为A的特征值。
|mE-A| 是一个n次多项式,它的全部根就是n阶方阵A的全部特征值,这些根有可能相重复,也有可能是复数。
如果n阶矩阵A的全部特征值为m1 m2 ... mn,则|A|=m1*m2*...*mn 如果n阶矩阵A满足矩阵多项式方程g(A)=0, 则矩阵A的特征值m一定满足条件g(m)=0;特征值m可以从解方程g(m)=0求得。
三、正定矩阵设M是n阶实系数对称矩阵,如果对任何非零向量X=(x_1,...x_n),都有XMX′>0(X'为X的转置矩阵 ),就称M正定(Positive Definite)。
正定矩阵在相合变换下可化为标准型,即单位矩阵。
所有特征值大于零的对称矩阵(或厄米矩阵)也是正定矩阵。
另一种定义:一种实对称矩阵.正定二次型f(x1,x2,…,xn)=X′AX的矩阵A(A′)称为正定矩阵.判定定理1:对称阵A为正定的充分必要条件是:A的特征值全为正。
判定定理2:对称阵A为正定的充分必要条件是:A的各阶顺序主子式都为正。
判定定理3:任意阵A为正定的充分必要条件是:A合同于单位阵。
正定矩阵的性质:1.正定矩阵一定是非奇异的。
非奇异矩阵的定义:若n阶矩阵A的行列式不为零,即|A|≠0,则称A为非奇异矩2.正定矩阵的任一主子矩阵也是正定矩阵。
3.若A为n阶对称正定矩阵,则存在唯一的主对角线元素都是正数的下三角阵L,使得A=L*L′,此分解式称为正定矩阵的乔列斯基(Cholesky)分解。
四、幺模矩阵英文名称Unimodular Matrix定义数学上,幺模矩阵是所有项都是整数而且行列式为1或-1的方阵。
而幺模矩阵的逆还是幺模矩阵,所以所有的幺模矩阵构成一个乘法群。
特殊的幺模矩阵单位矩阵是一个特殊的幺模矩阵矩阵的行初等变换对应于一个方阵,而其中交换两行的初等变换对于于左乘一个行列式为-1的幺模矩阵,将一行的k倍(k为整数)累加到另外一行对于与一个行列式为-1的幺模矩阵。
不定方程中的作用对于二次型,我们可以将它写成矩阵形式f(x)=x'Ax,其中A是一个整系数对称方阵。
如果T是一个幺模矩阵,那么二次型x'T'ATx和上面的二次型有相同的值域,也就是说不定方程x'Ax=c有解的充分必要条件是对某个幺模矩阵,不定方程x'T'ATx=c有解。
特别的,如果A是二阶或三阶的整系数正定对称矩阵,如果其行列式为1,那么存在幺模矩阵T使得A关于T合同与单位阵I,即A=T'T.比如,利用这个结论,我们可以证明,任意一个正整数不能够表示成三个整数平方和的充分必要条件是它形如4^a(8k+7).为此,对于不是上面形式的整数n,我们只需要构造一个行列式为1的三阶整系数对称正定阵,其值域能够取到n即可。
计算机科学中的用途在编译器优化中,幺模矩阵在对于循环语句的优化有着非常重要的作用。
其中,关于循环语句的最常用的优化变换比如循环交换,循环倒置和循环扭曲都可以统一通过幺模矩阵来表示,以至于编译器中将这一类变换称为幺模变换。
五、顺序主子阵概念n 阶行列式的i 阶顺序主子式是i 阶主顺序主子式一般形式子式的特殊情况。
n 阶行列式的i 阶顺序主子式是在i 阶主子式的定义中,由1—i 行和1—i 列所确定的子式。
例如:1阶时:取第1行,第1列。
2阶时:取第1、2行,第1、2列。
3阶时:取第1、2、3行,第1、2、3列。
4阶时:取第1、2、3、4行,第1、2、3、4列。
以此类推。
举例对一个三阶(3x3)矩阵顺序主子式对于矩阵: a b cd e fg h i一阶顺序主子阵a二阶顺序主子阵a bd e三阶顺序主子阵a b cd e fg h in阶矩阵A,顺序取A的前k行前k列构成的矩阵称为A的k阶顺序主子阵,其行列式称为A的k阶顺序主子式。
比如,有顺序138264 则此排列的顺序主子式(按从大到小或从小到大)为123468 或864321应用判断二次型正定n元二次型是正定二次型的充分必要条件是二次型矩阵的顺序主子式全大于零。
矩阵的三角分解n*n方阵A可以唯一分解为A=LDU的充分必要条件是A的前n-1个顺序主子式皆不为零,其中L是单位下三角矩阵,U是单位上三角矩阵,D=diag(d1,d2,...,dn),而d1=Δ1,dk=Δk/Δk-1(k=1,2,...,n),Δk为A的第k个顺序主子式。
六、正定二次型见ppt。
七、矩阵的秩概述矩阵的秩是反映矩阵固有特性的一个重要概念。
设A是一组向量,定义A的极大无关组中向量的个数为A的秩。
定义1. 在m*n矩阵A中,任意决定k行和k列交叉点上的元素构成A的一个k 阶子矩阵,此子矩阵的行列式,称为A的一个k阶子式。
例如,在阶梯形矩阵中,选定1,3行和3,4列,它们交叉点上的元素所组成的2阶子矩阵的行列式就是矩阵A的一个2阶子式。
定义2. A=(aij)m×n的不为零的子式的最大阶数称为矩阵A 的秩,记作rA,或rankA 或R(A)。
特别规定零矩阵的秩为零。
显然rA≤min(m,n)易得:若A中至少有一个r阶子式不等于零,且在r<min(m,n)时,A中所有的r+1阶子式全为零,则A的秩为r。
由定义直接可得n阶可逆矩阵的秩为n,通常又将可逆矩阵称为满秩矩阵, det(A)¹ 0;不满秩矩阵就是奇异矩阵,det(A)=0。
由行列式的性质1(1.5[4])知,矩阵A的转置AT的秩与A的秩是一样的。
例1. 计算下面矩阵的秩,而A的所有的三阶子式,或有一行为零;或有两行成比例,因而所有的三阶子式全为零,所以rA=2。
矩阵的秩引理设矩阵A=(aij)sxn的列秩等于A的列数n,则A的列秩,秩都等于n。
定理矩阵的行秩,列秩,秩都相等。
定理初等变换不改变矩阵的秩。
定理矩阵的乘积的秩Rab<=min{Ra,Rb};当r(A)<=n-2时,最高阶非零子式的阶数<=n-2,任何n-1阶子式均为零,而伴随阵中的各元素就是n-1阶子式再加上个正负号,所以伴随阵为0矩阵。
当r(A)<=n-1时,最高阶非零子式的阶数<=n-1,所以n-1阶子式有可能不为零,所以伴随阵有可能非零(等号成立时伴随阵必为非零)。
变化规律(1)转置后秩不变(2)r(A)<=min(m,n),A是m*n型矩阵(3)r(kA)=r(A),k不等于0(4)r(A)=0 <=> A=0(5)r(A+B)<=r(A)+r(B)(6)r(AB)<=min(r(A),r(B))(7)r(A)+r(B)-n<=r(AB)特别的:A:m*n,B:n*s,AB=0 -> r(A)+r(B)<=n(8)P,Q为可逆矩阵, 则r(PA)=r(A)=r(AQ)=r(PAQ)八、初等变换(elementary transformation)线性方程组的初等变换我们称对方程组的换法变换、倍法变换、消法变换为线性方程组的初等变换。
换法变换:交换两个方程的位置。
即ri←→rj(或对列变换ci←→cj)倍法变换:用一个非零数乘某一个方程。
即ri×k(k≠0)或ri×k(k≠0)消法变换:把一个方程的倍数加到另一个方程上。
即ri+rj×k或ri+rj×k用消元法解线性方程组实际上是对方程组反复施行了这三中变换。
行列式的初等变换我们称对行列式的换法变换、倍法变换、消法变换为行列式的初等变换。
换法变换:交换两行(列)。
倍法变换:将行列式的某一行(列)的所有元素同乘以数k。
消法变换:把行列式的某一行(列)的所有元素乘以一个数k并加到另一行(列)的对应元素上。
换法变换的行列式要变号;倍法变换的行列式要变k倍;消法变换的行列式不变。
矩阵的初等变换矩阵的初等行变换和初等列变换,统称矩阵的初等变换。
下面的三种变换称为矩阵的初等行变换:1 对调两行;2 以数k≠0乘某一行的所有元素;3 把某一行所有元素的k倍加到另一行对应的元素上去。
把上面定义中的“行”换成“列”,既得矩阵的初等列变换的定义。
如果矩阵A经过有限次初等变换变成矩阵B,就称矩阵A与B等价。
另外:分块矩阵也可以定义初等变换。