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线性代数中逆矩阵的几种讨论方法

时间:2022-03-19 11:38:18 浏览次数:

【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:

可逆且

二、公式法:

可逆,且(其中的伴随阵)

例2.讨论的逆。

解:可逆,且又

三、分块法:

  1. 假设,且可逆,则;
  2. 假设,且可逆,则

  1. 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

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

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