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1、《經(jīng)濟數(shù)學》線性代數(shù)學習輔導及典型例題解析
第1-2章 行列式和矩陣
?、绷私饩仃嚨母拍?,熟練掌握矩陣的運算。
矩陣的運算滿足以下性質(zhì)
⒉了解矩陣行列式的遞歸定義,掌握計算行列式(三、四階)的方法;掌握方陣乘積行列式定理。
是同階方陣,則有:
若 是 階行列式, 為常數(shù),則有:
?、沉私饬憔仃?,單位矩陣,數(shù)量矩陣,對角矩陣,上(下)三角矩陣,對稱矩陣,初等矩陣的定義及性質(zhì)。
⒋理解可逆矩陣和逆矩陣的概念及性質(zhì),掌握矩陣可逆的充分必要條件。
若 為 階方陣,則下列結(jié)論等價
可逆 滿秩 存在 階方
2、陣 使得
?、凳炀氄莆涨竽婢仃嚨某醯刃凶儞Q法,會用伴隨矩陣法求逆矩陣,會解簡單的矩陣方程。
用初等行變換法求逆矩陣:
用伴隨矩陣法求逆矩陣: (其中 是 的伴隨矩陣)
可逆矩陣具有以下性質(zhì):
⒍了解矩陣秩的概念,會求矩陣的秩。
將矩陣用初等行變換化為階梯形后,所含有的非零行的個數(shù)稱為矩陣的秩。
典型例題解析
例1 設 均為3階矩陣,且 ,則 。
解:答案:72
因為 ,且
所以
例2 設 為 矩陣, 為 矩陣,則矩陣運算( )有意義。
解:答案:A
因為 ,所以A可進行。
關于B,因為矩陣 的列數(shù)不等于矩陣 的行數(shù),所
3、以錯誤。
關于C,因為矩陣 與矩陣 不是同形矩陣,所以錯誤。
關于D,因為矩陣 與矩陣 不是同形矩陣,所以錯誤。
例3 已知
求 。
分析:利用矩陣相乘和矩陣相等求解。
解:因為
得 。
例4 設矩陣
求 。
解:方法一:伴隨矩陣法
可逆。
且由
得伴隨矩陣
則 =
方法二:初等行變換法
注意:矩陣的逆矩陣是唯一的,若兩種結(jié)果不相同,則必有一個結(jié)果是錯誤的或兩個都是錯誤的。
例4 設矩陣
求 的秩。
分析:利用矩陣初等行變換求矩陣的秩。
解:
。
例5若 是 階矩陣,且
4、,試證
證明:
注意:在證明中用到了已知條件和轉(zhuǎn)置行列式相等的結(jié)論。
第三章 線性方程組
一、本章主要內(nèi)容
主要概念:齊次線性方程組 非齊次線性方程組 方程組的矩陣表示 系數(shù)矩陣 增廣矩陣 一般解 通解(全部解) 特解 基礎解系 自由元(自由未知量)
維向量 線性組合(線性表出)線性相關 線性無關 極大線性無關組 向量組的秩 向量空間 向量空間的基和維數(shù)
主要性質(zhì):齊次線性方程組解的性質(zhì) 非齊次線性方程組解的性質(zhì)
主要定理:
線性方程組的理論
齊次線性方程組有非零解的充分必要條件 齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu)
非齊次線性方程組有解的充分必要條件 非齊次
5、線性方程組解的結(jié)構(gòu)
向量組線性相關性的有關定理(教材中第三章第三節(jié))定理1、2、3及有關推論;
極大無關向量組的有關定理(教材中第三章第四節(jié))定理1、2、3
主要方法:高斯消元法
齊次線性方程組解的情況判別
非齊次線性方程組解的情況判別
基礎解系的求法
通解的求法
向量組線性相關(無關)的判別法
極大線性無關組的求法
二、本章重點:向量組相關性的概念及判別,線性方程組相容性定理,齊次線性方程組基礎解系幾通解的求法,非齊次線性方程組特解和全部解的求法。
6、
三、典型例題解析
例1 向量組,若向量組線性相關則=
。
解:答案:2
因為由有關定理,向量組線性相關的充要條件是向量組的秩數(shù)小于向量組向量個數(shù),所以
求向量組的秩,決定的取值,使其秩數(shù)小于3。具體解法是
當時,,故向量組線性相關。
例2 設向量組為
求它的一個極大無關組,并判斷向量組的相關性。
分析:
解:
是向量組的一個極大無關組,,此向量組線性相關。
例3 線性方程組
當為何值時方程組有解,有解時解的情況如何?
分析:因為增廣矩陣的秩與的取值有關,所以選擇的值,使
解 時,有,方程組有解且有無窮多解。
例4 設線性方程組的增廣矩陣經(jīng)初等行變換后化為
求方程組的通解。
分析:將階梯形矩陣繼續(xù)化為行簡化階梯形矩陣,求出方程組的一般解,然后求特解,相應齊次方程組的基礎解系,寫出方程組的通解。
解:
得到方程組的一般解為
(其中是自由元)
令,得的一個特解
再由相應齊次方程組的一般解
(其中是自由元)
令,得的一個解向量
令,得的另一個解向量
是的一個基礎解系,于是方程組的通解為
其中為任意常數(shù)。