王安盛 史衛(wèi)娟
摘 要 矩陣是大學(xué)數(shù)學(xué)中很重要的一個(gè)內(nèi)容,在《高等代數(shù)》中我們學(xué)習(xí)了矩陣的一些基本知識(shí)及應(yīng)用,而矩陣求逆的方法是矩陣中一個(gè)很重要的部分,那么如何判斷一個(gè)矩陣是否可逆,怎樣快速的去求解矩陣的逆,前人也總結(jié)了一些非常實(shí)用的方法?;谝陨匣A(chǔ),本文結(jié)合自身所掌握的知識(shí),結(jié)合一些有代表性的例子進(jìn)行說明,研究切實(shí)可行。為了更便捷地解決求矩陣的逆,本文根據(jù)不同矩陣的不同特點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹了幾種求逆矩陣的方法:定義法、伴隨矩陣法、初等變換法、分塊矩陣法。
關(guān)鍵詞 矩陣;逆;方法
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2018)07-0240-01
一、矩陣求逆的方法解析
(一)初等變換法
如果矩陣A為可逆矩陣,那么該矩陣必然會(huì)被表示成許多初等矩陣相乘的形式, ,因此,如果矩陣為可逆矩陣,那么它一定可以通過行列變換變成初等矩陣相乘的形式。
(1)
所以 = (2)
將A,E兩個(gè)矩陣結(jié)合在一起,形成一個(gè)n×2n階的矩陣,則:
( , )=( ) (3)
由此能夠求出逆矩陣A-1。
(二)伴隨矩陣法
定理1 如果矩陣A是可逆矩陣,那么矩陣A必然為非退化矩陣,而
= ( 0) (4)
(三)矩陣分塊求逆法
在進(jìn)行矩陣的求逆時(shí),如果矩陣的維數(shù)比較高,那么計(jì)算量會(huì)非常的巨大,這就給求逆計(jì)算帶來了很多的困難,將大矩陣分解成小的矩陣,然后對(duì)小矩陣進(jìn)行求逆,求出小矩陣的逆按照一定的計(jì)算規(guī)則便可以得到大矩陣的逆,這是一種常用的求逆方法,對(duì)于提升大矩陣求逆速度具有十分重要的意義。
公式:設(shè) 的分塊矩陣為: ,其中 為可逆矩陣,那么
=
(5)
(四)多項(xiàng)式法
例1.5 ,且f(x)= ,即 ,證明A是可逆矩陣,求出矩陣A的可逆矩陣。
證明:因?yàn)?,所以A(- 1/3 A +5/3 E)= E
因此 是可逆的,同時(shí)
(五)公式法
公式法是一種利用公式求逆的方法,通過代入相應(yīng)公式可以準(zhǔn)確求出結(jié)果。
(1)若矩陣階數(shù)為2,則其逆矩陣公式遵循兩調(diào)一除原則:若 ,則
(2)初等矩陣求逆公式:
(3)若矩陣的主對(duì)角線及其上方元素均為1,則該上三角矩陣的逆矩陣如下:
若 ,則
(4)正交矩陣求逆公式:
已知A是正交矩陣,那么A-1=AT
(5)其他常用求逆公式:
已知 均是可逆矩陣,那么
二、結(jié)論
以上我們對(duì)矩陣的逆有了更深層的理解,在以后解決有關(guān)逆矩陣的問題時(shí)要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用。逆矩陣基本概念必須掌握,這是基礎(chǔ),幾種逆矩陣的判定方法和求逆矩陣的方法也要熟練領(lǐng)會(huì)。在解決問題時(shí),不要盲目亂用,而要因題而異,選擇適當(dāng)?shù)姆椒?,將?huì)是事半功倍的。同時(shí)也要挖掘更多的矩陣逆的應(yīng)用,讓逆矩陣論更廣泛,更完善。
參考文獻(xiàn):
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