【1-2章:矩阵与行列式】要点总结与典型例题详解

 

~~第一章矩阵的知识网络图~~我们从上图可以看出,矩阵分为两大部分内容,一个是运算,一个是变换(另一种计算...

~~第一章 矩阵的要点总结~~


我们从上图可以看出,

  • 矩阵分为两大部分内容,一个是运算,一个是变换(另一种计算);
  • 运算部分比较基础:加法、数乘为线性运算,矩阵的乘法(前行后列得对应元),求逆矩阵(初等变换法求逆,逆矩阵的解法为必掌握的计算!只有方阵才有逆!!但不是所有方阵都可逆!!
  • 变换部分有三类,目前只学到初等变换,需要掌握用其化行阶梯和行最简(此内容为贯穿全学期课程的重点知识点之一,涉及期末笔试考题将近50%的计算,如求秩、求方程组的解、求特征值、求相似变换等等);另外还有相似变换和合同变换(第五章内容)
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注:

任意矩阵都能通过初等行变换化成行阶梯矩阵/行最简形矩阵。其中,

行阶梯矩阵要满足以下两个条件:

1)若有零行(元全为0的行),则零行位于非零行(元不全为0)的下方;

2)每个首非零元前面0的个数逐行增加。

行最简形矩阵在满足行阶梯矩阵的条件下,进一步满足

1)首非零元为1;

2)首非零元所在列的其他元都为0。

行阶梯矩阵对应的方程组就叫阶梯形方程组,行阶梯矩阵是线性代数中一种常用的重要矩阵!我认为第一章的最最重点就是这个哦!!

5、任意矩阵都可以经过有限次的初等变换(包括行变换和列变换)化为等价标准形。(该定理会用到后面的一些定理证明中)

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  • 矩阵的幂属于矩阵乘法的一部分,也要大致理解分块矩阵的运算规则,后面讲向量以及矩阵方程的解法时常用到分块矩阵的运算原理
  • 伴随阵求逆将会在学完行列式后讲述,也是求逆的一种方法,通常用于低阶方阵的逆矩阵求解。
~~第一章 矩阵的典型例题详解~~




























第一章介绍了比较多的关于矩阵方程求解的题,主要是因为在笔试考试中往往会有一道矩阵方程求解,所以希望大家熟练计算。而学姐我故意在第一章弱化了证明题部分,是因为不想让大家在第一章就觉得线代很难,嘻嘻,先让大家会做题,有信心,然后,我们再慢慢循序渐进哈~
~~第二章 行列式的要点总结~~


行列式与矩阵都是线性代数中很重要的计算工具,而两者的基本区别一点要记牢:

1、行列式是数,矩阵是数表,且两者的符号标识不一样;

2、行列式变换时保持数值不变,因此用等号,而矩阵变换时是等价变换,所以是用箭号;

3、行列式乘以数k,等于其某一行/列乘以数k,而矩阵乘以数k,等于其每一行每一列的元都乘以数k。

另外,我们在前两章中也学会了两个求逆矩阵的方法

1)初等变换法,

2)伴随阵求逆法

还有两个判断矩阵可逆的充要条件

1)方阵可以表示为一系列初等矩阵的乘积;

2)方阵的行列式不等于0

PS:请随着课程进度,注意自己总结矩阵可逆的判断条件,以后会陆续增加很多的。

标题图中的网络图,表示了各个知识点之间的相互支撑关系,大家可以每章结束后用来串线复习(如果你自己能画出适合自己复习的知识网络图的话,那真是要一万个赞!)。

从图中也可以看出,我们前两章的学习,最终都是为了求解线性方程组,这也是线性代数的最根本问题,我们下一章就开始涉及了哦。

所以,这也是我们为什么把数学课程的学习比喻成建造一座大楼,所有的小知识点都是需要打的地基,一层层累加,地基稳固,才能建好一座大厦。而如果前期的知识点没有掌握熟练,那么后面要么就是建造的速度极慢,要么就是大厦根本建不起来,对日后的学习会造成很大的困扰(比如我的高数至今是心里的痛啊!!!)。

~~第二章 行列式的典型例题详解~~
本章需要掌握的是:

1)行列式的定义及6个性质与5个推论;

2)行列式按行(列)展开及定理2.3和定理2.4,这是求行列式时应用最广的定理;

3)伴随阵的定义和其主要关系式与此式一系列演变的表达式

4)定理2.6克莱默法则以及定理2.7即该法则在齐次线性方程组上的应用。











解法二:新颖的思路,用加边法。将原式加上一行一列,但仍要使其值不变,因此根据本题特性展开的列或行应该是(1,0,0,……,0),而对应增加的行或列可任意取值,但要根据题中特点,因此本题取全1行。而加上的“边”通常加到第一列和第一行,具体做法如下:














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