【摘要】本文结合实际教学情况,对逆矩阵的几种讨论方法进行归纳总结,说明多种方法可灵活运用。
【关键词】逆矩阵;初等变换;满秩
逆矩阵在实际中的应用非常广泛。例如在经济数学模型中,我们时常研究投入产出问题,一般情况下需要建立形如的矩阵方程,并在一定条件下求解未知矩阵,这一实际问题的提出,就引出了矩阵的逆。在《线性代数》课程中,逆矩阵本身也是矩阵运算中的一大类重点、难点问题,因此,矩阵逆的计算也备受关注。笔者就这一问题展开讨论,并将几种方法归纳总结如下:
一、定义法:
定义:对于阶方阵,若存在阶方阵,使得(为阶单位阵),则称方阵可逆,且方阵称为方阵的逆矩阵。
(由于、互逆,故只需验证或其中一个成立即可)
例1.已知方阵满足,验证可逆并求。、
证:由原式,得:,
由分配率,有:,
故可逆且。
二、公式法:
可逆,且(其中为的伴随阵)
例2.讨论的逆。
解:,可逆,且又,。
三、分块法:
- 假设,且、可逆,则;
- 假设,且可逆,则。
- 求的逆。
解:令,则,,故。
例4.求的逆。
解:令,则
。
五、初等变换法:
初等行变换: 或初等列变换:
例5.讨论的逆。
解:
故:。
六、利用矩阵的秩讨论可逆:
可逆满秩
将化为上三角阵(阶梯阵)
例6.判定是否可逆。
解:,故,满秩,
可逆。
以上给出的讨论矩阵逆的5种方法各有优劣,从例2、例5、例6看出,对同一矩阵可一题多解,希望广大同学在今后解题中灵活运用。
参考文献:
[1] 赵树嫄.线性代数[M].4版.2013.北京:中国人民大学出版社
[2] 王萼芳,石生明.高等代数[M].3版.2003.北京:高等教育出版社