矩陣求逆

矩陣求逆

矩陣求逆,即求矩陣的逆矩陣。矩陣是線性代數的上要內容,很多實際問題用矩陣的思想去解既簡單又快捷。逆矩陣又是矩陣理論的很重要的內容,逆矩陣的求法自然也就成為線性代數研究的主要內容之一。 設是數域上的一個n階方陣,若在相同數域上存在另一個n階矩,使得: ==。 則我們稱是的逆矩陣,而A則被稱為可逆矩陣。其中,E為單位矩陣。 典型的矩陣求逆方法有:利用定義求逆矩陣、初等變換法、伴隨陣法、恆等變形法等。

初等變換法

矩陣求逆 矩陣求逆

求元索為具體數字的矩陣的逆矩陣,常用初等變換法‘如果A可逆,則A’可通過初等變換,化為單位矩陣 I ,即存在初等矩陣使 :

矩陣求逆 矩陣求逆

(1) ;

矩陣求逆 矩陣求逆
矩陣求逆 矩陣求逆

(2)用 右乘上式兩端,得: ;

矩陣求逆 矩陣求逆

比較(1)、(2)兩式,可以看到當A通過初等變換化為單位處陣的同時,對單位矩陣I作同樣的初等變換,就化為A的逆矩陣 。

用矩陣表示:

矩陣求逆 矩陣求逆

這就是求逆矩陣的初等行變換法,它是實際套用中比較簡單的一種方法。需要注意的是,在作初等變換時只允許作行初等變換。同樣,只用列初等變換也可以求逆矩陣。

伴隨陣法

矩陣求逆 矩陣求逆

定理:n階矩陣 為可逆的充分必要條件是A非奇異,且:

矩陣求逆 矩陣求逆
矩陣求逆 矩陣求逆
矩陣求逆 矩陣求逆

其中, 是|A|中元素 的代數餘子式;矩陣

矩陣求逆 矩陣求逆
矩陣求逆 矩陣求逆

稱為矩陣A的伴隨矩陣,記作A*,於是有 。

用此方法求逆知陣,對於小型矩陣,特別是二階方陣求逆既方便、快陣,又有規律可循。因為二階可逆矩陣的伴隨矩陣,只需要將主對角線元素的位置互換,次對角線的元索變號即可。

矩陣求逆 矩陣求逆

若可逆矩陣是二階或二階以上矩陣,在求逆矩陣的過程中,需要求9個或9個以上代數餘子式,還要計算一個三階或三階以上行列式,工作量大且中途難免出現符號及計算的差錯。對於求出的逆炬陣是否正確,一般要通過 來檢驗。一旦發現錯誤,必須對每一計算逐一排查。

定義法和恆等變形法

利用定義求逆矩陣

定義:設A、B都是n階方陣,如果存在n階方陣B使得AB=BA=E,則稱A為可逆矩陣,而稱B為A的逆矩陣。下面舉例說明這種方法的套用。

恆等變形法

矩陣求逆 矩陣求逆

恆等變形法求逆矩陣的理論依據為逆矩陣的定義,此方法也常用與矩陣的理論推導上,就是通過恆等變形把要求的值化簡出來,題目中的逆矩陣可以不求,利用 ,把題目中的逆矩陣化簡掉 。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們