证明行列式和矩阵等于零的几种经典方法

  • 格式:docx
  • 大小:14.10 KB
  • 文档页数:3

下载文档原格式

  / 8
  1. 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. 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. 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)。

前言:

一、线代的特点:

1、内容抽象

2、概念多

3、符号多

4、计算原理简单但计算量大

5、证明简洁但技巧性强

6、应用广泛

二、学习中要注意的问题

1、不要急于求成,不要急于做难题。要分层次,扎扎实实的学习

2、熟练掌握基本内容。

基本概念(定义、符号)

基本结论(定理、公式)

基本计算(计算行列式、解线性方程组、求逆矩阵等)

基本证明和推理方法

3、自己动手推证书中的每个结果

尽量体会结论、证明的思想方法

用自己喜欢的方式写出简要总结

4、贯穿前后,注意发现线代课内容的重要规律。

提出问题的规律(存在、个数、结构、求法)

变换和标准形式(如行列式和上三角行列式)

问题相互转化

5、要多与同学讨论,虚心向别人请教问题。要经常提出问题,思考问题,乐于同别人交流

该方法引至李永乐老师的讲义,由KJ1234CN整理

一、行列式等于零的证明方法

例题1:A^2=A,A≠E,证明|A|=0(复习全书理工类P364例1.35)

由于书上已经有详尽的解题方法(四种),KJ不再复述,KJ在此只强调证法二

在这里有一种常见的错误解法

由A^2=A,有A(A-E)=0,∵A≠E∴(A-E)≠0,∴A=0 ∴|A|=0

其错误在于没有搞清楚矩阵的运算规则,AB=0,若B≠0不能推出A=0。

例如

[1 1][ 1 1]

[1 1][-1 -1]=0,但是A、B都不等于0

(KJ废话:该种方法由错误的方法解出了正确的答案,很多人在做题过程中经常只对答案而不管过程,考试的时候也使用他用过的错误的方法,结果出来的分数与他估计的相去甚远,其原因我想也就在与此!他们没有细细体味书上的解题过程,也没有反省自己的解题方法与书上的不同之处。KJ奉劝大家,在看书时,对于例题一定要先做后看,并对和书上的不同的解题方法细细体会,辨别对错)

二、矩阵等于零的证明方法

例题2:A是m*n的矩阵,B是n*p的矩阵,R(B)=n。证明当AB=0时,A=0

证法一:<方法>矩阵的秩等于0,则矩阵等于0

∵AB=0,∴B的每一列都是AX=0的解

又∵齐次方程组的基础解系的向量个数=未知数的个数-系数矩阵的秩;R(B)=n

∴AX=0的解中至少有n个线性无关,n-R(A)≥n

∴0≤R(A)≤0 ∴R(A)=0

证法二:

∵R(B)=n∴设β1,β2......βn是B中线性无关的列向量

设B1=(β1,β2......βn),则B1可逆

∴AB1=0

∴AB1B1^-1=0B1^-1=0

∴A =0

证法三:<方法>矩阵的每一个元素都为0

将A按矩阵的通用表示方法表示,B按行分列

[a11 ... a1n]

[... ... ...]=A

[an1 ... ann]

[α1]

[α2]

[...]=B

[αn]

[a11α1+...+a1nαn]

[.................]=AB=0

[an1α1+...+annαn]

∴有方程组

[a11α1+...+a1nαn=0

[.................=0

[an1α1+...+annαn=0

∵R(B)=n∴α1...αn现性无关

a11 ... a1n=0

................

an1 ... ann=0

∴A=0

通过方法三,我们要注意到矩阵乘法的一些简便运算,即:初等矩阵P左(右)乘A,所得P A(AP)就是A作了一次与P同样的行(列)变换。

例如:

[ 1 0 0]

[ 0 1 0]

[-1 0 1]相当于第一行乘以-1加到第三行

再如:

[ 1 0 1][ 1 2 3]

[ 0 1 0][ 2 3 4]=

[ 1 2 0][ 3 4 5]

[α1+α3]

[α2]

[α1+2α2]= [4 6 8] [2 3 4] [5 8 11]