線性代數公式必記

2023-01-10 21:36:02 字數 4379 閱讀 1903

1. 行列式共有個元素,展開後有項,可分解為行列式;

2. 代數余子式的性質:

①、和的大小無關;

②、某行(列)的元素乘以其它行(列)元素的代數余子式為0;

③、某行(列)的元素乘以該行(列)元素的代數余子式為;

3. 代數余子式和余子式的關係:

4. 設行列式:

將上、下翻轉或左右翻轉,所得行列式為,則;

將順時針或逆時針旋轉,所得行列式為,則;

將主對角線翻轉後**置),所得行列式為,則;

將主副角線翻轉後,所得行列式為,則;

5. 行列式的重要公式:

①、主對角行列式:主對角元素的乘積;

②、副對角行列式:副對角元素的乘積;

③、上、下三角行列式():主對角元素的乘積;

④、和:副對角元素的乘積;

⑤、拉普拉斯展開式:、

⑥、範德蒙行列式:大指標減小指標的連乘積;

⑦、特徵值;

6. 對於階行列式,恒有:,其中為階主子式;

7. 證明的方法:

①、;②、反證法;

③、構造齊次方程組,證明其有非零解;

④、利用秩,證明;

⑤、證明0是其特徵值;

8. 是階可逆矩陣:

(是非奇異矩陣);

(是滿秩矩陣)

的行(列)向量組線性無關;

齊次方程組有非零解;

,總有唯一解;

與等價;

可表示成若干個初等矩陣的乘積;

的特徵值全不為0;

是正定矩陣;

的行(列)向量組是的一組基;

是中某兩組基的過渡矩陣;

9. 對於階矩陣: 無條件恆成立;

10.11. 矩陣是**,推導符號為波浪號或箭頭;行列式是數值,可求代數和;

12. 關於分塊矩陣的重要結論,其中均、可逆:

若,則:

ⅰ、;ⅱ、;

②、;(主對角分塊)

③、;(副對角分塊)

④、;(拉普拉斯)

⑤、;(拉普拉斯)

13. 乙個矩陣,總可經過初等變換化為標準形,其標準形是唯一確定的:;

等價類:所有與等價的矩陣組成的乙個集合,稱為乙個等價類;標準形為其形狀最簡單的矩陣;

對於同型矩陣、,若;

14. 行最簡形矩陣:

①、只能通過初等行變換獲得;

②、每行首個非0元素必須為1;

③、每行首個非0元素所在列的其他元素必須為0;

15. 初等行變換的應用:(初等列變換類似,或轉置後採用初等行變換)

1、 若,則可逆,且;

②、對矩陣做初等行變化,當變為時,就變成,即:;

③、求解線形方程組:對於個未知數個方程,如果,則可逆,且;

16. 初等矩陣和對角矩陣的概念:

①、初等矩陣是行變換還是列變換,由其位置決定:左乘為初等行矩陣、右乘為初等列矩陣;

②、,左乘矩陣,乘的各行元素;右乘,乘的各列元素;

③、對調兩行或兩列,符號,且,例如:;

④、倍乘某行或某列,符號,且,例如:;

⑤、倍加某行或某列,符號,且,如:;

17. 矩陣秩的基本性質:

①、;②、;

③、若,則;

④、若、可逆,則;(可逆矩陣不影響矩陣的秩)

⑤、;(※)

⑥、;(※)

⑦、;(※)

⑧、如果是矩陣,是矩陣,且,則:(※)

ⅰ、的列向量全部是齊次方程組解**置運算後的結論);

ⅱ、⑨、若、均為階方陣,則;

18. 三種特殊矩陣的方冪:

①、秩為1的矩陣:一定可以分解為列矩陣(向量)行矩陣(向量)的形式,再採用結合律;

②、型如的矩陣:利用二項展開式;

二項展開式:;

注:ⅰ、展開後有項;

ⅱ、ⅲ、組合的性質:;

③、利用特徵值和相似對角化:

19. 伴隨矩陣:

①、伴隨矩陣的秩:;

②、伴隨矩陣的特徵值:;

③、、20. 關於矩陣秩的描述:

①、,中有階子式不為0,階子式全部為0;(兩句話)

②、,中有階子式全部為0;

③、,中有階子式不為0;

21. 線性方程組:,其中為矩陣,則:

①、與方程的個數相同,即方程組有個方程;

②、與方程組得未知數個數相同,方程組為元方程;

22. 線性方程組的求解:

①、對增廣矩陣進行初等行變換(只能使用初等行變換);

②、齊次解為對應齊次方程組的解;

③、特解:自由變數賦初值後求得;

23. 由個未知數個方程的方程組構成元線性方程:

①、;②、(向量方程,為矩陣,個方程,個未知數)

③、(全部按列分塊,其中);

④、(線性表出)

⑤、有解的充要條件:(為未知數的個數或維數)

24. 個維列向量所組成的向量組:構成矩陣;

個維行向量所組成的向量組:構成矩陣;

含有有限個向量的有序向量組與矩陣一一對應;

25. ①、向量組的線性相關、無關有、無非零解;(齊次線性方程組)

②、向量的線性表出是否有解;(線性方程組)

③、向量組的相互線性表示是否有解;(矩陣方程)

26. 矩陣與行向量組等價的充分必要條件是:齊次方程組和同解;(例14)

27. ;(例15)

28. 維向量線性相關的幾何意義:

①、線性相關 ;

②、線性相關座標成比例或共線(平行);

③、線性相關共面;

29. 線性相關與無關的兩套定理:

若線性相關,則必線性相關;

若線性無關,則必線性無關;(向量的個數加加減減,二者為對偶)

若維向量組的每個向量上添上個分量,構成維向量組:

若線性無關,則也線性無關;反之若線性相關,則也線性相關;(向量組的維數加加減減)

簡言之:無關組延長後仍無關,反之,不確定;

30. 向量組(個數為)能由向量組(個數為)線性表示,且線性無關,則(二版定理7);

向量組能由向量組線性表示,則;(定理3)

向量組能由向量組線性表示

有解; (定理2)

向量組能由向量組等價(定理2推論)

31. 方陣可逆存在有限個初等矩陣,使;

①、矩陣行等價:(左乘,可逆)與同解

②、矩陣列等價:(右乘,可逆);

③、矩陣等價:(、可逆);

32. 對於矩陣與:

①、若與行等價,則與的行秩相等;

②、若與行等價,則與同解,且與的任何對應的列向量組具有相同的線性相關性;

③、矩陣的初等變換不改變矩陣的秩;

④、矩陣的行秩等於列秩;

33. 若,則:

①、的列向量組能由的列向量組線性表示,為係數矩陣;

②、的行向量組能由的行向量組線性表示,為係數矩陣;**置)

34. 齊次方程組的解一定是的解,考試中可以直接作為定理使用,而無需證明;

①、 只有零解只有零解;

②、 有非零解一定存在非零解;

35. 設向量組可由向量組線性表示為:(題19結論)

() 其中為,且線性無關,則組線性無關;(與的列向量組具有相同線性相關性)

(必要性:;充分性:反證法)

注:當時,為方陣,可當作定理使用;

36. ①、對矩陣,存在, 、的列向量線性無關;()

②、對矩陣,存在, 、的行向量線性無關;

37. 線性相關

存在一組不全為0的數,使得成立;(定義)

有非零解,即有非零解;

,係數矩陣的秩小於未知數的個數;

38. 設的矩陣的秩為,則元齊次線性方程組的解集的秩為:;

39. 若為的乙個解,為的乙個基礎解系,則線性無關;(題33結論)

40. 正交矩陣或(定義),性質:

①、的列向量都是單位向量,且兩兩正交,即;

②、若為正交矩陣,則也為正交陣,且;

③、若、正交陣,則也是正交陣;

注意:求解正交陣,千萬不要忘記施密特正交化和單位化;

41. 施密特正交化:

;;42. 對於普通方陣,不同特徵值對應的特徵向量線性無關;

對於實對稱陣,不同特徵值對應的特徵向量正交;

43. ①、與等價經過初等變換得到;

,、可逆;

,、同型;

②、與合同 ,其中可逆;

與有相同的正、負慣性指數;

③、與相似 ;

44. 相似一定合同、合同未必相似;

若為正交矩陣,則,(合同、相似的約束條件不同,相似的更嚴格);

45. 為對稱陣,則為二次型矩陣;

46. 元二次型為正定:

的正慣性指數為;

與合同,即存在可逆矩陣,使;

的所有特徵值均為正數;

的各階順序主子式均大於0;

;(必要條件)

線性代數性質定理公式全總結

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