矩阵相似的逆乘位置顺序有什么规定

设A是数域上的一个n阶矩阵相似若在相同数域上存在另一个n阶矩阵相似B,使得: AB=BA=E 则我们称B是A的逆矩阵相似,而A则被称为可逆矩阵相似注:E为单位矩阵相似。

(1)验证兩个矩阵相似互为逆矩阵相似按照矩阵相似的乘法满足:  故AB互为逆矩阵相似。

若矩阵相似A是可逆的则A的逆矩阵相似是唯一的。

若B,C都是A嘚逆矩阵相似则有,所以B=C即A的逆矩阵相似是唯一的。

(3)判定简单的矩阵相似不可逆

若矩阵相似A可逆则 |A|≠0;

若n阶方阵A可逆,即A行等價I即存在初等矩阵相似P1,P2,...,Pk使得 在此式子两端同时右乘A-1得: 

比较两式可知:对A和I施行完全相同的若干初等行变换,在这些初等行变化把A變成单位矩阵相似的同时这些初等行变换也将单位矩阵相似化为A-1。

如果矩阵相似A和B互逆则AB=BA=I。由条件AB=BA以及矩阵相似乘法的定义可知矩陣相似A和B都是方阵。再由条件AB=I以及定理“两个矩阵相似的乘积的行列式等于这两个矩阵相似的行列式的乘积”可知这两个矩阵相似的行列式都不为0。

也就是说这两个矩阵相似的秩等于它们的级数(或称为阶,也就是说A与B都是方阵,且rank(A) = rank(B) = n)换句话说,这两个矩阵相似可鉯只经由初等行变换或者只经由初等列变换,变为单位矩阵相似

首先我们先来看看这个数的倒數:

其实矩阵相似的逆矩阵相似也跟倒数的性质一样,不过只是我们习惯用A-1表示:

问题来了既然是和倒数的性质类似,那为什么不能写荿1/A

其实原因很简单,主要是因为矩阵相似不能被除不过 1/8倒可以被写成 8-1

矩阵相似的逆倒数还有其他相似之处吗

  • 当我们将一个数塖以它的倒数我们得到1。
  • 当一个矩阵相似乘以逆时我们得到了单位矩阵相似(而单位矩阵相似,其实也就是矩阵相似中的“1”)
  • 而此時我们将矩阵相似的逆放在前面,很明显结果还是一样的

模友:超模君,刚才讲的“单位矩阵相似”是什么意思你还没说明呢

超模君:别急,慢慢来!关于单位矩阵相似其实就是一个相当于数字“1”的矩阵相似:

那怎样的矩阵相似才是单位矩阵相似呢?

①它是“正方形”(行数与列数相同);

②它的对角线上的数字都是1其他地方都是0。

  • 那问题来了我们该如何去计算矩阵相似的逆呢?

换句话说:交換a和d的位置将负数置于b和c的前面,并将所有事物除以行列式(ad-bc)

不过该如何去判断这是正确的答案呢

那这个时候就要用到我们最开始講的公式:

所以,让我们检查一下当我们将矩阵相似乘以矩阵相似的逆时,会是怎样的

嘿嘿嘿嘿!我们最终得到了单位矩阵相似!

留個作业:试试这样,能不能得到单位矩阵相似呢

其实,在了解矩阵相似的过程中总是会有个疑问:为什么我们需要矩阵相似的逆呢?

其主要原因是:矩阵相似没办法被除(这个时间各位模友可以回想一下:是不是从来都没看过矩阵相似被除

换句话说,矩阵相似根本僦没有被除的概念

而矩阵相似的逆,正好是被我们用来解决“矩阵相似除法”的问题

各位模友,假如我们没有“除法”这个规则那當有人问你“如何把10分苹果平分给两个人”

那我们是不是可以采取2的倒数(1/2=0.5)来计算那答案就很清晰啦:

也就是每个人5个苹果

那我們是不是也可以将同样的方法应用到矩阵相似上呢

那故事就这么开始了,我们知道矩阵相似A矩阵相似B并且想要找到矩阵相似X

那最恏的方法就是直接除以A(得到X = B / A)但事实上我们不能直接除以矩阵相似A。

但是我们却可以在公式两边都乘以A-1:

因为我们都知道AA-1=I所以也就能嘚到

而此时单位矩阵相似I我们是可以直接去掉的,也就能得到:

所以呢此时我们只要知道怎么计算A-1,那就可以直接算出矩阵相似X(而对於计算A-1早已解决)

有一个几个家庭组团出去旅行,出发的时候是乘坐大巴每位儿童3元,每个大人3.2元一共花费了118.4元。

在回程时他们選择乘坐火车,每名儿童3.5元每名成人3.6元,总计135.20元

那问题来了,这里边有多少个小孩和大人呢

虽然这道题用线性方程组来解很简单,泹这次我们尝试用矩阵相似思维来解答

首先,我们设置好矩阵相似(此时要注意好矩阵相似的行和列是否正确)

要解决这个问题那吔就是得到矩阵相似A的倒数:

现在我们可以使用以下方法来解决:

结果很明显,一共有16个孩子22个大人

  • 那问题来了矩阵相似的逆到底囿什么用?

事实上像这样的计算其实非常有利于工程师设计建筑物视频游戏和计算机动画等许多地方

此外,它也是解决线性方程组嘚一种方法

虽然求矩阵相似的逆,只要打开MATLAB, 输入inv(A)

但超模君这里就要插一句话:

虽然这个过程是由计算机完成,但我们还是有必要去了解公式因为这正是数学的美妙之处!

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