上海高二数学矩阵及其运算
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[教学目标]1、理解矩阵乘法的定义;2、掌握矩阵乘法的运算性质;3、掌握线性方程组的矩阵表示方法。
[教学重点]1、矩阵乘法的运算性质;2、矩阵乘法满足的条件及矩阵乘法不满足的运算律。
[教学难点]矩阵乘法概念的理解。
[教学过程]一、情境设置、复习引入:引例140%,决赛占60%,那么甲、乙的最后成绩可用如下矩阵运算形式表示:对于矩阵80908688A ⎛⎫=⎪⎝⎭可设其两个列向量为128090,8688A A ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则最终成绩可用矩阵128090800.4900.6860.40.60.40.68688860.4880.687.2C A A ⨯+⨯⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=⨯+⨯== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯+⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭这里,矩阵80908688A ⎛⎫=⎪⎝⎭通过向量0.40.6⎛⎫ ⎪⎝⎭进行线性运算变换得到矩阵:800.4900.686860.4880.687.2C ⨯+⨯⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⨯+⨯⎝⎭⎝⎭这个矩阵反映了两位选手的最终成绩。
引例2、下表是2008年奥运会奖牌榜前三位的国家的得奖情况:为了反映一个国家的整体实力,这里有两种不同的加权计算方式:(1)金牌乘以0.5,银牌乘以0.3,铜牌乘以0.2;(2)金牌乘以0.4,银牌乘以0.3,铜牌乘以0.3。
那么这两种计算方式所得最终成绩可通过如下矩阵运算表示:对于矩阵512128363836232128A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,可设其三个列向量为:12351212836,38,36232128A A A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则第一种计算方式可得矩阵:11235121280.50.30.20.5360.3380.236232128C A A A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=++=⨯+⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭510.5210.3280.237.4360.5380.3360.236.6230.5210.3280.223.4⨯+⨯+⨯⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=⨯+⨯+⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯+⨯+⨯⎝⎭⎝⎭由第二种计算方式可得矩阵:21235121280.40.30.30.4360.3380.336232128C A A A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=++=⨯+⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭510.4210.3280.335.1360.4380.3360.336.6230.4210.3280.323.9⨯+⨯+⨯⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=⨯+⨯+⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯+⨯+⨯⎝⎭⎝⎭1C 、2C 即为矩阵37.435.136.636.623.423.9C ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭的两个列向量,而矩阵C 即表示了两种计算方法所得的成绩。
课 题:§9.2矩阵的运算授课教师:师大附中 苏燕教学目标:知识目标:(1)使学生理解和掌握矩阵的运算及其运算律;(2)使学生提高分析矩阵的实际问题和解决矩阵的实际问题的能力。
能力目标:(1)重视基础知识的教学、基本技能的训练和能力的培养;(2)启发学生能够发现问题和提出问题,善于独立思考,学会分析问题和创造地解决问题;(3)通过教师指导发现知识结论,培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力。
德育目标:(1)激发学生学习数学的兴趣和积极性,陶冶学生的情操;(2)培养学生坚韧不拔的意志,以及实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神。
教学重点:提高矩阵的运算能力。
教学难点:矩阵乘法。
教学方法和手段:结合多媒体教学手段进行启发式教学。
教学过程:一、情景引入:1、观察:2、思考(1):如何用矩阵表示他们的答对题数?他们期中、期末的成绩?思考(2):如果期中占40%,期末占60%,求两同学的总评成绩;3、讨论:今天如何通过矩阵运算来研究上述问题?二、学习新课:1、矩阵的加法:(1)引入:记期中成绩答题数为A ,期末答题数为B ,则: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3592310A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=337448B 确定两次考试的小王,小李的各题型答题总数的矩阵C⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=68166718B A C (2)矩阵的和(差):当两个矩阵A B 、的维数相同时,将它们各位置上的元素加(减)所得到的矩阵称为矩阵A B 、的和(差),记作:()A B A B +-。
(3)运算律:加法运算律:A B B A +=+;加法结合律:()()A B C A B C ++=++。
2、数乘矩阵:(1)引入:计算小王、小李各题型平均答题数的矩阵: ()9 3.5318432A B ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(2)矩阵与实数的积:设α为任意实数,把矩阵A 的所有元素与α相乘得到的矩阵叫做矩阵A 与实数α的乘积矩阵,记作:A α。
(3)运算律:(R γλ∈、)分配律:()B A B A γγγ+=+;A A A λγλγ+=+)(;结合律:()()()A A A γλλγγλ==。
9.2矩阵运算一、教学内容分析这一节重点介绍矩阵的三种基本运算:矩阵的加减、实数与矩阵相乘、矩阵的乘法.例2、例3是二阶矩阵的加、减法;例6是二阶矩阵与2 3阶矩阵的乘法;这三个例题是矩阵的基本运算.必须掌握好矩阵基本运算,并掌握它们的运算律.例7、例8是矩阵的实际应用题,说明矩阵可用于处理一些复杂的数据问题.二、教学目标设计1、理解和掌握矩阵的运算及其运算律;2、提高分析矩阵的实际问题和解决矩阵的实际问题的能力.三、教学重点及难点1、提高矩阵的运算能力是重点;2、矩阵乘法是教学难点.四、教学流程设计:五、教学过程设计(一)情景引入小王、小李在两次数学考试中答对题数如下表表示:填空题每题4分,选择题4分,解答题每题10分. 1、 观察:2、 思考(1):如何用矩阵表示他们的答对题数?他们期中、期末的成绩?思考(2):如果期中占40%,期末占60%,求两同学的总评成绩 3、 讨论:今天如何通过矩阵运算来研究上述问题?(二)学习新课 1、矩阵的加法 (1)引入记期中成绩答题数为A 期末答题数为B⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3592310A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=337448B确定两次考试的小王,小李的各题型答题总数的矩阵C⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=68166718B A C(2)矩阵的和(差)当两个矩阵A ,B 的维数相同时,将它们各位置上的元素加(减)所得到的矩阵称为矩阵A ,B 的和(差),记作:A+B (A-B ) (3)运算律加法运算律:A+B=B+A加法结合律:(A+B )+C=A+(B+C ) (4)举例:P80 例2,例32、数乘矩阵(1)引入:计算小王、小李各题型平均答题数的矩阵()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+34835.3921B A (2)矩阵与实数的积设α为任意实数,把矩阵A 的所有元素与α相乘得到的矩阵叫做矩阵A 与实数α的乘积矩阵.记作:αA(3)运算律:(γλ、为实数)分配律:()B A B A γγγ+=+ ;A A A λγλγ+=+)( 结合律:()()()A A A γλλγγλ== (4)举例:P81 例43、矩阵的乘积(1)引入:P83的两次线性变换 (2)矩阵的乘积:一般,设A 是k m ⨯阶矩阵,B 是n k ⨯阶矩阵,设C 为n m ⨯矩阵如果矩阵C 中第i 行第j 列元素ij C 是矩阵A 第i 个行向量与矩阵B 的第j 个列向量的数量积,那么C 矩阵叫做A 与B 的乘积.记作:C=AB (3)运算律分配律:AC AB C B A +=+)(,CA BA A C B +=+)( 结合律:()()()B A B A AB γγγ==,()()BC A C AB = 注:交换律不成立,即BA AB ≠ (4)举例例1(1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛13321221 (2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-12211332(3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛011211724543 (4)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-724543011211 (5)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-122645243011211答案:1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--5718 2) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-7514 3)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--4591019617 4)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-022212 5)⎪⎪⎭⎫⎝⎛--402101212 注:(1)(2)结果不同.(3)(4)结果不同,说明矩阵乘法交换律不成立.例2:P85 例8(三)回归情景:讨论如何使用矩阵运算进一步研究小王、小李的考试成绩. (四)课堂练习:P83,P86 (五)课堂小结(六)布置作业:见练习册七:教学设计说明1、 通过情景题小王、小李的成绩情况引入矩阵运算,说明矩阵运算的重要性.2、 课堂按“加减法→数乘→乘法”展开研究,层层深入,重在掌握2阶,3阶的矩阵的基本运算.3、 对矩阵运算律只进行总结,不进行证明.旨在今后学生能灵活地使用运算律进行运算.这里特别强调乘法的交换律不成立.这是学生思维上不易接受点,在过去的学习的实数运算、集合运算、向量运算的不同之处,必须引起重视. 4、 加强了实际问题的分析,说明矩阵在实际问题中的重要运用.海量中小学教学资源持续更新中》》》》请站内搜索******************************************************************************************** **************小贴士:8种小学数学教学方法总结******************************* 良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。
上海⾼⼆数学矩阵及其运算(有详细答案)精品上海版⾼⼆上数学矩阵及其运算⼀.初识矩阵(⼀)引⼊:引例1:已知向量()1,3OP =,如果把OP 的坐标排成⼀列,可简记为13??;引例2:2008我们可将上表奖牌数简记为:512128363836232128?? ?;引例3:将⽅程组231324244x y mz x y z x y nz ++=??-+=??+-=?中未知数z y x ,,的系数按原来的次序排列,可简记为2332441m n ??- ? ?-??;若将常数项增加进去,则可简记为:2313242414m n ??- ? ?-??。
(⼆)矩阵的概念1、上述形如13?? ???、512128363836232128?? ? ? ???、2332441m n ?? ?- ? ?-??、2313242414m n ??- ? ?-??这样的矩形数表叫做矩阵。
2、在矩阵中,⽔平⽅向排列的数组成的向量()12,,n a a a 称为⾏向量;垂直⽅向排列的数组成的向量12n b b b ??称为列向量;由m 个⾏向量与n 个列向量组成的矩阵称为m n ?阶矩阵,m n ?阶矩阵可记做m n A ?,如矩阵13?? ???为21?阶矩阵,可记做21A ?;矩阵512128363836232128?? ?为33?阶矩阵,可记做33A ?。
有时矩阵也可⽤A 、B 等字母表⽰。
3、矩阵中的每⼀个数叫做矩阵的元素,在⼀个m n ?阶矩阵m n A ?中的第i (i m ≤)⾏第j (j n ≤)列数可⽤字母ij a 表⽰,如矩阵512128363836232128?? ?第3⾏第2个数为3221a =。
4、当⼀个矩阵中所有元素均为0时,我们称这个矩阵为零矩阵。
如000000??为⼀个23?阶零矩阵。
5、当⼀个矩阵的⾏数与列数相等时,这个矩阵称为⽅矩阵,简称⽅阵,⼀个⽅阵有n ⾏(列),可称此⽅阵为n 阶⽅阵,如矩阵512128363836232128?? ? ? ???、2332441m n ??- ? ?-??均为三阶⽅阵。
课 题:§9.2矩阵的运算授课教师:师大附中 苏燕教学目标:知识目标:(1)使学生理解和掌握矩阵的运算及其运算律;(2)使学生提高分析矩阵的实际问题和解决矩阵的实际问题的能力。
能力目标:(1)重视基础知识的教学、基本技能的训练和能力的培养;(2)启发学生能够发现问题和提出问题,善于独立思考,学会分析问题和创造地解决问题;(3)通过教师指导发现知识结论,培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力。
德育目标:(1)激发学生学习数学的兴趣和积极性,陶冶学生的情操;(2)培养学生坚韧不拔的意志,以及实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神。
教学重点:提高矩阵的运算能力。
教学难点:矩阵乘法。
教学方法和手段:结合多媒体教学手段进行启发式教学。
教学过程:一、情景引入:1、观察:2、思考(1):如何用矩阵表示他们的答对题数?他们期中、期末的成绩?思考(2):如果期中占40%,期末占60%,求两同学的总评成绩;3、讨论:今天如何通过矩阵运算来研究上述问题?二、学习新课:1、矩阵的加法:(1)引入:记期中成绩答题数为A ,期末答题数为B ,则: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3592310A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=337448B 确定两次考试的小王,小李的各题型答题总数的矩阵C⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=68166718B A C (2)矩阵的和(差):当两个矩阵A B 、的维数相同时,将它们各位置上的元素加(减)所得到的矩阵称为矩阵A B 、的和(差),记作:()A B A B +-。
(3)运算律:加法运算律:A B B A +=+;加法结合律:()()A B C A B C ++=++。
2、数乘矩阵:(1)引入:计算小王、小李各题型平均答题数的矩阵: ()9 3.5318432A B ⎛⎫+= ⎪⎝⎭(2)矩阵与实数的积:设α为任意实数,把矩阵A 的所有元素与α相乘得到的矩阵叫做矩阵A 与实数α的乘积矩阵,记作:A α。
(3)运算律:(R γλ∈、)分配律:()B A B A γγγ+=+;A A A λγλγ+=+)(;结合律:()()()A A A γλλγγλ==。
矩阵及其运算矩阵的概念1、形如13⎛⎫ ⎪⎝⎭、512128363836232128⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭、2332441m n ⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭、2313242414m n ⎛⎫ ⎪-⎪ ⎪-⎝⎭这样的矩形数表叫做矩阵。
2、在矩阵中,水平方向排列的数组成的向量()12,,n a a a ⋅⋅⋅称为行向量;垂直方向排列的数组成的向量12n b b b ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭称为列向量;由m 个行向量与n 个列向量组成的矩阵称为m n ⨯阶矩阵,m n ⨯阶矩阵可记做m n A ⨯,如矩阵13⎛⎫ ⎪⎝⎭为21⨯阶矩阵,可记做21A ⨯;矩阵512128363836232128⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭为33⨯阶矩阵,可记做33A ⨯。
有时矩阵也可用A 、B 等字母表示。
3、矩阵中的每一个数叫做矩阵的元素,在一个m n ⨯阶矩阵m n A ⨯中的第i (i m ≤)行第j (j n ≤)列数可用字母ij a 表示,如矩阵512128363836232128⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭第3行第2个数为3221a =。
4、当一个矩阵中所有元素均为0时,我们称这个矩阵为零矩阵。
如000000⎛⎫⎪⎝⎭为一个23⨯阶零矩阵。
5、当一个矩阵的行数与列数相等时,这个矩阵称为方矩阵,简称方阵,一个方阵有n 行(列),可称此方阵为n阶方阵,如矩阵512128363836232128⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭、2332441m n ⎛⎫⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭均为三阶方阵。
在一个n 阶方阵中,从左上角到右下角所有元素组成对角线,如果其对角线的元素均为1,其余元素均为零的方阵,叫做单位矩阵。
如矩阵1001⎛⎫⎪⎝⎭为2阶单位矩阵,矩阵100010001⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭为3阶单位矩阵。
6、如果矩阵A 与矩阵B 的行数和列数分别相等,那么A 与B 叫做同阶矩阵;如果矩阵A 与矩阵B 是同阶矩阵,当且仅当它们对应位置的元素都相等时,那么矩阵A 与矩阵B 叫做相等的矩阵,记为A B =。
7、对于方程组231324244x y mz x y z x y nz ++=⎧⎪-+=⎨⎪+-=⎩中未知数z y x ,,的系数按原来的次序排列所得的矩阵2332441m n ⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭,我们叫做方程组的系数矩阵;而矩阵2313242414m n ⎛⎫⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭叫做方程组的增广矩阵。
应用举例: 例1、已知矩阵222,22x x y b a A B x a b yx y ---⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭且A B =,求a 、b 的值及矩阵A 。
例2、写出下列线性方程组的增广矩阵:(1)23146x y x y +=⎧⎨-=⎩; (2)23203250230x y z x y z x y z +-+=⎧⎪-++-=⎨⎪-++=⎩例3、已知线性方程组的增广矩阵,写出其对应的方程组:(1)235124-⎛⎫ ⎪-⎝⎭ (2)210203213023-⎛⎫⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭例4、已知矩阵sin cos 0sin cos 1ααββ+⎛⎫ ⎪+⎝⎭为单位矩阵,且,,2παβπ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,求()sin αβ-的值。
矩阵的基本变换:(1)互换矩阵的两行或两列;(2)把某一行同乘(除)以一个非零的数;(3)某一行乘以一个数加到另一行。
显然,通过以上三个基本变换,可将线性方程组的系数矩阵变成单位矩阵,这时增广矩阵的最后一个列向量给出了方程组的解。
应用举例:例1、用矩阵变换的方法解三元一次方程组4357245238x y zx y zx y z+-=⎧⎪++=⎨⎪--=⎩的解。
例2、运用矩阵变换方法解方程组:322ax yx y b+=⎧⎨-=⎩(a、b为常数)课堂练习:用矩阵变换方法解下列问题:(1)若方程组2(1)(1)4x yk x k y+=⎧⎨-++=⎩的解x与y相等,求k的值。
(3)解方程组:320255781x y z x y z x y z -+=⎧⎪++=⎨⎪-+=-⎩矩阵运算(对从实际问题中抽象出来的矩阵,我们经常将几个矩阵联系起来,讨论它们是否相等,它们在什么条件下可以进行何种运算,这些运算具有什么性质等问题,这是下面所要讨论的主要内容.) 1.相等定义 如果两个矩阵[]nm ija A ⨯=,[]ps ijb B ⨯=满足:(1) 行、列数相同,即 p n s m ==,;(2) 对应元素相等,即a ij = b ij (i = 1, 2, …, m ;j = 1, 2, …, n ), 则称矩阵A 与矩阵B 相等,记作 A = B(由矩阵相等定义可知,用等式表示两个m ⨯n 矩阵相等,等价于元素之间的m ⨯n 个等式.)例如,矩阵A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡232221131211a a a a a a , B =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--412503 那么A = B ,当且仅当a 11 = 3,a 12 = 0,a 13 = -5,a 21 = -2,a 22 = 1,a 23 = 4而C = ⎥⎦⎤⎢⎣⎡22211211c c c c 因为B , C 这两个矩阵的列数不同,所以无论矩阵C 中的元素c 11, c 12, c 21, c 22取什么数都不会与矩阵B 相等.2.加法定义2.3 设[]nm ij a A ⨯=,[]ps ijb B ⨯=是两个m ⨯n 矩阵,则称矩阵C =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+++++++++mn mn m m m m n n n n b a b a b a b a b a b a b a b a b a221122222221211112121111为A 与B 的和,记作C = A + B = []ij ij b a +(由定义2.3可知,只有行数、列数分别相同的两个矩阵,才能作加法运算.) 同样,我们可以定义矩阵的减法:D = A - B = A + (-B ) =[]ij ij b a - 称D 为A 与B 的差. 例1 设矩阵A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡---152403, B =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--130432,求A + B ,A - B .例2、矩阵cos cos 0tan 1A αβα⎛⎫=⎪⎝⎭,00tan tan tan B βαβ⎛⎫= ⎪-⎝⎭,01017C ⎛⎫- ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭,若A B C +=,(0,)2πα∈,(,)2πβπ∈,求sin2αβ+的值。
矩阵加法满足的运算规则是什么?设A , B , C , O 都是m ⨯n 矩阵,不难验证矩阵的加法满足以下运算规则 1. 加法交换律: A + B = B + A ; 2. 加法结合律: (A + B ) + C = A + (B + C ) ; 3. 零矩阵满足: A + O = A ; 4. 存在矩阵-A ,满足:A -A = A + (-A ) = O .3.数乘定义 2.4 设矩阵[]nm ija A ⨯=,λ为任意实数,则称矩阵[]nm ijc C ⨯=为数λ与矩阵A 的数乘,其中),2,1;,,2,1(n j m i a c ij ij ===λ,记为C =λA(由定义2.4可知,数λ乘一个矩阵A ,需要用数λ去乘矩阵A 的每一个元素.特别地,当λ = -1时,λA = -A ,得到A 的负矩阵.)例3 设矩阵A =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--062504713,用2去乘矩阵A ,求2A.数乘矩阵满足的运算规则是什么? 对数k , l 和矩阵A = []nm ija ⨯,B =[]nm ijb ⨯满足以下运算规则:1. 数对矩阵的分配律:k (A + B ) = kA + kB ;2. 矩阵对数的分配律:( k + l ) A = kA + lA ;3. 数与矩阵的结合律:( k l ) A = k (lA ) = l (kA ) ;4. 数1与矩阵满足: 1A = A .例4 设矩阵 A =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-610523,B =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--712834,求3A - 2B .4.乘法矩阵乘积的定义 设A =[]ij a 是一个m ⨯s 矩阵,B =[]ij b 是一个s ⨯n 矩阵,则称m ⨯n 矩阵C =[]ij c 为矩阵A 与B 的乘积,记作C = AB .其中c ij = a i 1b 1 j + a i 2b 2 j + … + a i s b s j =ab ikkj k s-∑1(i = 1, 2, …, m ;j = 1, 2, …, n ).(由矩阵乘积的定义可知:)(1) 只有当左矩阵A 的列数等于右矩阵B 的行数时,A , B 才能作乘法运算AB ;(2) 两个矩阵的乘积AB 亦是矩阵,它的行数等于左矩阵A 的行数,它的列数等于右矩阵B 的列数; (3) 乘积矩阵AB 中的第i 行第j 列的元素等于A 的第i 行元素与B 的第j 列对应元素的乘积之和,故简称行乘列的法则.例6 设矩阵 A = ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--530412, B = ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--10789,计算AB .例7 设矩阵 A = ⎥⎦⎤⎢⎣⎡2142,B =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--1122, 求AB 和BA .由例6、例7可知,当乘积矩阵AB 有意义时,BA 不一定有意义;即使乘积矩阵AB 和BA 有意义时,AB 和BA 也不一定相等.因此,矩阵乘法不满足交换律,在以后进行矩阵乘法时,一定要注意乘法的次序,不能随意改变.在例6中矩阵A 和B 都是非零矩阵(A ≠O , B ≠O ),但是矩阵A 和B 的乘积矩阵AB 是一个零矩阵(AB = O ),即两个非零矩阵的乘积可能是零矩阵.因此,当AB = O ,不能得出A 和B 中至少有一个是零矩阵的结论.一般地,当乘积矩阵AB = AC ,且A ≠O 时,不能消去矩阵A ,而得到B = C .这说明矩阵乘法也不满足消去律.那么矩阵乘法满足哪些运算规则呢?矩阵乘法满足下列运算规则: 1. 乘法结合律:(AB )C = A (BC ); 2. 左乘分配律:A (B + C ) = AB + AC ; 右乘分配律:(B + C )A = BA + CA ; 3. 数乘结合律:k (AB )= (k A )B = A (k B ),其中k 是一个常数. 例8:已知⎪⎪⎭⎫⎝⎛=0110A ,矩阵12B ⎛⎫= ⎪⎝⎭,求AB 。
练习:计算下列矩阵的乘法(1)1212()n n b b a a a b ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭;(2)1212()n n a a b b b a ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭。
例9、已知矩阵[])(x f A =,[]x x B -=1,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=a 2x C ,若A=BC ,求函数)x (f 在[1,2] 上的最小值.例10:将下列线性方程组写成矩阵乘法的形式(1)21437x y x y -=⎧⎨+=⎩;(2)2314231241x y z x y z x y z -+=⎧⎪-+=⎨⎪-+=-⎩。