自考04184线性代数经管类讲解矩阵VIP免费

第二章矩阵2.1矩阵的概念定义2.1.1由m×n个数aij（i=1，2，⋯，m；j=1，2，⋯，n）排成一个m行n列的数表用大小括号表示称为一个m行n列矩阵。矩阵的含义是：这m×n个数排成一个矩形阵列。其中aij称为矩阵的第i行第j列元素（i=1，2，⋯，m；j=1，2，⋯，n），而i称为行标，j称为列标。第i行与第j列的变叉位置记为（i，j）。通常用大写字母A，B，C等表示矩阵。有时为了标明矩阵的行数m和列数n，也可记为A=（aij）m×n或（aij）m×n或Am×n当m=n时，称A=（aij）n×n为n阶矩阵，或者称为n阶方阵。n阶方阵是由n2个数排成一个正方形表，它不是一个数（行列式是一个数），它与n阶行列式是两个完全不同的概念。只有一阶方阵才是一个数。一个n阶方阵A中从左上角到右下角的这条对角线称为A的主对角线。n阶方阵的主对角线上的元素a11，a22，⋯，ann，称为此方阵的对角元。在本课程中，对于不是方阵的矩阵，我们不定义对角元。元素全为零的矩阵称为零矩阵。用Om×n或者O（大写字）表示。特别，当m=1时，称α=（a1，a2，⋯，an）为n维行向量。它是1×n矩阵。当n=1时，称为m维列向量。它是m×1矩阵。向量是特殊的矩阵，而且它们是非常重要的特殊矩阵。例如，（a，b，c）是3维行向量，是3维列向量。几种常用的特殊矩阵：1.n阶对角矩阵形如或简写为（那不是A，念“尖”）的矩阵，称为对角矩阵，例如，是一个三阶对角矩阵，也可简写为。2.数量矩阵当对角矩阵的主对角线上的元n阶数量矩阵素都相同时，称它为数量矩阵。有如下形式：或。（标了角标的就是N阶矩阵，没标就不知是多少的）特别，当a=1时，称它为n阶单位矩阵。n阶单位矩阵记为En或In，即或在不会引起混淆时，也可以用E或I表示单位矩阵。n阶数量矩阵常用aEn或aIn表示。其含义见2.2节中的数乘矩阵运算。3.n阶上三角矩阵与n阶下三角矩阵的矩阵分别称为上三角矩阵和下三角矩阵。对角矩阵必须是方阵。一个方阵是对角矩阵当且仅当它既是上三角矩阵，又是下三角矩阵。4.零矩阵（可以是方阵也可以不是方阵）2.2矩阵运算本节介绍矩阵的加法、减法、数乘、乘法和转置等基本运算。只有在对矩阵定义了一些有理论意义和实际意义的运算后，才能使它成为进行理论研究和解决实际问题的有力工具。2.2.1矩阵的相等（同）设A=（aij）m×n，B=（bij）k×l，若m=k，n=l且aij=bij，i=1，2，⋯，m；j=1，2，⋯，n，则称矩阵A与矩阵B相等，记为A=B。由矩阵相等的定义可知，两个矩阵相等指的是，它们的行数相同，列数也相同，而且两个矩阵中处于相同位置（i，j）上的一对数都必须对应相等。特别，A=（aij）m×n=Oaij=0，i=1，2，⋯，m；j=1，2，⋯，n。注意行列式相等与矩阵相等有本质区别，例如因为两个矩阵中（1，2）位置上的元素分别为0和2。但是却有行列式等式（因为行列式是数，矩阵是表，表要求表里的每一个都一样）2.2.2矩阵的加、减法定义2.2.2设A=（aij）m×n和B=（bij）m×n，是两个m×n矩阵。由A与B的对应元素相加所得到的一个m×n矩阵，称为A与B的和，记为A+B，即A+B=（aij+bij）m×n。即若则当两个矩阵A与B的行数与列数分别相等时，称它们是同型矩阵。只有当两个矩阵是同型矩阵时，它们才可相加。例如注意：（1）矩阵的加法与行列式的加法有重大区别例如（阶数相同，所有的行（列）中除某一行（列）不相同外，其余的行都一样才可以相加，方法是除了这两个不同的行（列）相加外，其它的不变。）（2）阶数大于1的方阵与数不能相加。（阶数大于1它就是一个表，不是一个数了）若A=（aij）为n阶方阵，n>1，a为一个数，则A+a无意义！但是n阶方阵A=（aij）m×n与数量矩阵aEn可以相加：（把数转化为数量矩阵aEn就可以想加了）矩阵的加法满足下列运算律：设A，B，C都是m×n矩阵，O是m×n零矩阵，则（1）交换律A+B=B+A.（乘法没有交换律）（2）结合律（A+B）+C=A+（B+C）.（3）A+O=O+A=A.（4）消去律A+C=B+CA=B.2.2.3数乘运算（矩阵与数不能相加，但是可能想乘）定义2.2.3对于任意一个矩阵A=（aij）m×n和任意一个数k，规定k与A的乘积为kA=（kaij）m×n.（矩阵里的第个原数都乘以数K）即若则由定义2.2.3可知，数k与矩阵A的乘积只是A中的所有元素都要乘以k，而数k与...