1
线性代数公式大全
1、行列式
1.
n
nn
n
行列式共有 2
n
nn
n
个元素,展开后有 !nnnn 项,可分解为 2nnnn 行列式;
2. 代数余子式的性质:
①、
ij
ijij
ij
A
AA
A
和
ij
ijij
ij
a
aa
a
的大小无关;
②、某行(列)的元素乘以其它行(列)元素的代数余子式为 0;
③、某行(列)的元素乘以该行(列)元素的代数余子式为 AAAA ;
3. 代数余子式和余子式的关系: ( 1) ( 1)i j i ji j i ji j i ji j i j
ij ij ij ij
ij ij ij ijij ij ij ij
ij ij ij ij
M A A M
M A A MM A A M
M A A M
+ += − = −
4. 设
n
nn
n
行列式
D
DD
D
:
将 DDDD上、下翻转或左右翻转,所得行列式为 1DDDD ,则
( 1)
2
1 ( 1)
n n
n nn n
n n
D D
D DD D
D D
−
= − ;
将
D
DD
D
顺时针或逆时针旋转 90o ,所得行列式为 2DDDD ,则
( 1)
2
2 ( 1)
n n
n nn n
n n
D D
D DD D
D D
−
= − ;
将 DDDD主对角线翻转后(转置),所得行列式为 3DDDD ,则 3D DD DD DD D= ;
将 DDDD主副角线翻转后,所得行列式为 4DDDD ,则 4D DD DD DD D= ;
5. 行列式的重要公式:
①、主对角行列式:主对角元素的乘积;
②、副对角行列式:副对角元素的乘积
( 1)
2( 1)
n n
n nn n
n n−
× − ;
③、上、下三角行列式( = ◥ ◣ ):主对角元素的乘积;
④、 ◤ 和 ◢ :副对角元素的乘积
( 1)
2( 1)
n n
n nn n
n n−
× − ;
⑤、拉普拉斯展开式:
A O A C
A O A CA O A C
A O A C
A B
A BA B
A B
C B O B
C B O BC B O B
C B O B
= = 、 ( 1)m nm nm nm n
C A O A
C A O AC A O A
C A O A
A B
A BA B
A B
B O B C
B O B CB O B C
B O B C
= = −
⑥、范德蒙行列式:大指标减小指标的连乘积;
⑦、特征值;
6. 对于
n
nn
n
阶行列式
A
AA
A
,恒有:
1
( 1)
n
nn
n
n k n k
n k n kn k n k
n k n k
k
kk
k
k
kk
k
E A S
E A SE A S
E A Sλ λ λ
−
=
− = + −∑ ,其中
k
kk
k
S
SS
S
为
k
kk
k
阶主子式;
7. 证明 0AAAA = 的方法:
①、
A A
A AA A
A A= − ;
②、反证法;
③、构造齐次方程组 0AxAxAxAx = ,证明其有非零解;
④、利用秩,证明 ( )r A nr A nr A nr A n< ;
⑤、证明 0 是其特征值;
2、矩阵
1.
A
AA
A
是
n
nn
n
阶可逆矩阵:
⇔ 0AAAA ≠ (是非奇异矩阵);
⇔ ( )r A nr A nr A nr A n= (是满秩矩阵)
⇔ AAAA的行(列)向量组线性无关;
⇔ 齐次方程组 0AxAxAxAx = 有非零解;
⇔ nnnnb Rb Rb Rb R∀ ∈ , Ax bAx bAx bAx b= 总有唯一解;
⇔ AAAA与 EEEE等价;
⇔ AAAA可表示成若干个初等矩阵的乘积;
2
⇔ AAAA的特征值全不为 0;
⇔ TTTTA AA AA AA A是正定矩阵;
⇔ AAAA的行(列)向量组是 nnnnRRRR 的一组基;
⇔ AAAA是 nnnnRRRR 中某两组基的过渡矩阵;
2. 对于
n
nn
n
阶矩阵
A
AA
A
: * *AA A A A EAA A A A EAA A A A EAA A A A E= = 无条件恒成立;
3. 1 * * 1 1 1 * *( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )T T T TT T T TT T T TT T T TA A A A A AA A A A A AA A A A A AA A A A A A− − − −= = =
* * * 1 1 1( ) ( ) ( )T T TT T TT T TT T TAB B A AB B A AB B AAB B A AB B A AB B AAB B A AB B A AB B AAB B A AB B A AB B A− − −= = =
4. 矩阵是表格,推导符号为波浪号或箭头;行列式是数值,可求代数和;
5. 关于分块矩阵的重要结论,其中均
A
AA
A
、
B
BB
B
可逆:
若
1
2
s
ss
s
A
AA
A
A
AA
A
A
AA
A
A
AA
A
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟=
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
O
,则:
Ⅰ、 1 2 ssssA A A AA A A AA A A AA A A A= L ;
Ⅱ、
1
1
1
1 2
1
s
ss
s
A
AA
A
A
AA
A
A
AA
A
A
AA
A
−
−
−
−
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟=
⎜ ⎟
⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠
O
;
②、
1 1
1
A O
A OA O
A O
A O
A OA O
A O
O B
O BO B
O B
O B
O BO B
O B
− −
−
⎛ ⎞⎛ ⎞
= ⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;(主对角分块)
③、
1 1
1
O A
O AO A
O A
O B
O BO B
O B
B O
B OB O
B O
A O
A OA O
A O
− −
−
⎛ ⎞⎛ ⎞
= ⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;(副对角分块)
④、
1 1 1 1
1
A C
A CA C
A C
A A CB
A A CBA A CB
A A CB
O B
O BO B
O B
O B
O BO B
O B
− − − −
−
⎛ ⎞−⎛ ⎞
= ⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;(拉普拉斯)
⑤、
1 1
1 1 1
A O
A OA O
A O
A O
A OA O
A O
C B
C BC B
C B
B CA B
B CA BB CA B
B CA B
− −
− − −
⎛ ⎞⎛ ⎞
= ⎜ ⎟⎜ ⎟
−⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;(拉普拉斯)
3、矩阵的初等变换与线性方程组
1. 一个
m n
m nm n
m n× 矩阵 AAAA,总可经过初等变换化为
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
形,其标准形是唯一确定的: rrrr
m n
m nm n
m n
E O
E OE O
E O
F
FF
F
O O
O OO O
O O
×
⎛ ⎞
= ⎜ ⎟
⎝ ⎠
;
等价类:所有与 AAAA等价的矩阵组成的一个集合,称为一个等价类;标准形为其形状最简单的矩阵;
对于同型矩阵
A
AA
A
、
B
BB
B
,若 ( ) ( )r A r B A Br A r B A Br A r B A Br A r B A B= ⇔ ;
2. 行最简形矩阵:
①、只能通过初等行变换获得;
②、每行首个非 0 元素必须为 1;
③、每行首个非 0 元素所在列的其他元素必须为 0;
3. 初等行变换的应用:(初等列变换类似,或转置后采用初等行变换)
1 、若 ( , ) ( , )
r
rr
r
A E E X
A E E XA E E X
A E E X ,则 AAAA可逆,且 1X AX AX AX A−= ;
②、对矩阵 ( , )A BA BA BA B 做初等行变化,当 AAAA变为 EEEE时, BBBB就变成 1A BA BA BA B− ,即: 1( , ) ( , )
c
cc
c
A B E A B
A B E A BA B E A B
A B E A B
− ∼ ;
③、求解线形方程组:对于
n
nn
n
个未知数
n
nn
n
个方程
Ax b
Ax bAx b
Ax b= ,如果 ( , ) ( , )
r
rr
r
A b E x
A b E xA b E x
A b E x ,则 AAAA可逆,且 1x A bx A bx A bx A b−= ;
4. 初等矩阵和对角矩阵的概念:
①、初等矩阵是行变换还是列变换,由其位置决定:左乘为初等行矩阵、右乘为初等列矩阵;
3
②、
1
2
n
nn
n
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟Λ =
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
O
λ
λ
λ
,左乘矩阵
A
AA
A
,
i
ii
i
λ
乘
A
AA
A
的各行元素;右乘,
i
ii
i
λ
乘
A
AA
A
的各列元素;
③、对调两行或两列,符号 ( , )E i jE i jE i jE i j ,且 1( , ) ( , )E i j E i jE i j E i jE i j E i jE i j E i j− = ,例如:
1
1 1
1 1
1 1
−
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
⎜ ⎟ ⎜ ⎟=⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;
④、倍乘某行或某列,符号 ( ( ))E i kE i kE i kE i k ,且 1 1( ( )) ( ( ))E i k E iE i k E iE i k E iE i k E i
k
kk
k
− = ,例如:
1 1
1
1
( 0)
1
1
k k
k kk k
k k
k
kk
k
− ⎛ ⎞
⎛ ⎞ ⎜ ⎟
⎜ ⎟ ⎜ ⎟= ≠⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠
⎝ ⎠
;
⑤、倍加某行或某列,符号 ( ( ))E ij kE ij kE ij kE ij k ,且 1( ( )) ( ( ))E ij k E ij kE ij k E ij kE ij k E ij kE ij k E ij k− = − ,如:
1
1 1
1 1 ( 0)
1 1
k k
k kk k
k k
k
kk
k
−
−⎛ ⎞ ⎛ ⎞
⎜ ⎟ ⎜ ⎟= ≠⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
;
5. 矩阵秩的基本性质:
①、 0 ( ) min( , )
m n
m nm n
m n
r A m n
r A m nr A m n
r A m n×≤ ≤ ;
②、 ( ) ( )TTTTr A r Ar A r Ar A r Ar A r A= ;
③、若 A BA BA BA B ,则 ( ) ( )r A r Br A r Br A r Br A r B= ;
④、若 PPPP、QQQQ可逆,则 ( ) ( ) ( ) ( )r A r PA r AQ r PAQr A r PA r AQ r PAQr A r PA r AQ r PAQr A r PA r AQ r PAQ= = = ;(可逆矩阵不影响矩阵的秩)
⑤、 max( ( ), ( )) ( , ) ( ) ( )r A r B r A B r A r Br A r B r A B r A r Br A r B r A B r A r Br A r B r A B r A r B≤ ≤ + ;(※)
⑥、 ( ) ( ) ( )r A B r A r Br A B r A r Br A B r A r Br A B r A r B+ ≤ + ;(※)
⑦、 ( ) min( ( ), ( ))r AB r A r Br AB r A r Br AB r A r Br AB r A r B≤ ;(※)
⑧、如果
A
AA
A
是
m n
m nm n
m n× 矩阵, BBBB是 n sn sn sn s× 矩阵,且 0ABABABAB = ,则:(※)
Ⅰ、
B
BB
B
的列向量全部是齐次方程组 0AXAXAXAX = 解(转置运算后的结论);
Ⅱ、 ( ) ( )r A r B nr A r B nr A r B nr A r B n+ ≤
⑨、若 AAAA、 BBBB均为 nnnn阶方阵,则 ( ) ( ) ( )r AB r A r B nr AB r A r B nr AB r A r B nr AB r A r B n≥ + − ;
6. 三种特殊矩阵的方幂:
①、秩为 1 的矩阵:一定可以分解为列矩阵(向量)× 行矩阵(向量)的形式,再采用结合律;
②、型如
1
0 1
0 0 1
a c
a ca c
a c
b
bb
b
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
的矩阵:利用二项展开式;
二项展开式: 0 1 1 1 1 1 1
0
( )
n
nn
n
n n n m n m m n n n n m m n m
n n n m n m m n n n n m m n mn n n m n m m n n n n m m n m
n n n m n m m n n n n m m n m
n n n n n n
n n n n n nn n n n n n
n n n n n n
m
mm
m
a b C a C a b C a b C a b C b C a b
a b C a C a b C a b C a b C b C a ba b C a C a b C a b C a b C b C a b
a b C a C a b C a b C a b C b C a b
− − − − −
=
+ = + + + + + + = ∑L L ;
注:Ⅰ、 ( )nnnna ba ba ba b+ 展开后有 1nnnn+ 项;
Ⅱ、 0( 1) ( 1) ! 1
1 2 3 !( )!
− − +
= = = =
−
LL
L
m n
n n n
n n n m n
C C C
m m n m
Ⅲ、组合的性质: 1 11 1
0
2− − −+ −
=
= = + = =∑
n
m n m m m m r n r r
n n n n n n n n
r
C C C C C C rC nC
;
③、利用特征值和相似对角化:
7. 伴随矩阵:
①、伴随矩阵的秩: *
( )
( ) 1 ( ) 1
0 ( ) 1
n r A n
n r A nn r A n
n r A n
r A r A n
r A r A nr A r A n
r A r A n
r A n
r A nr A n
r A n
= ⎧
⎪
= = −⎨
⎪ < −⎩
;
4
②、伴随矩阵的特征值: * 1 *( , )
A A
A AA A
A A
AX X A A A A X X
AX X A A A A X XAX X A A A A X X
AX X A A A A X Xλ
λ λ
− = = ⇒ = ;
③、 * 1A A AA A AA A AA A A−= 、 1* nnnnA AA AA AA A −=
8. 关于
A
AA
A
矩阵秩的描述:
①、 ( )r A nr A nr A nr A n= , AAAA中有
n
nn
n
阶子式不为 0, 1nnnn+ 阶子式全部为 0;(两句话)
②、 ( )r A nr A nr A nr A n< , AAAA中有
n
nn
n
阶子式全部为 0;
③、 ( )r A nr A nr A nr A n≥ , AAAA中有 nnnn阶子式不为 0;
9. 线性方程组:
Ax b
Ax bAx b
Ax b= ,其中 AAAA为m nm nm nm n× 矩阵,则:
①、
m
mm
m
与方程的个数相同,即方程组
Ax b
Ax bAx b
Ax b= 有mmmm个方程;
②、
n
nn
n
与方程组得未知数个数相同,方程组
Ax b
Ax bAx b
Ax b= 为 nnnn元方程;
10. 线性方程组
Ax b
Ax bAx b
Ax b= 的求解:
①、对增广矩阵
B
BB
B
进行初等行变换(只能使用初等行变换);
②、齐次解为对应齐次方程组的解;
③、特解:自由变量赋初值后求得;
11. 由
n
nn
n
个未知数
m
mm
m
个方程的方程组构成
n
nn
n
元线性方程:
①、
11 1 12 2 1 1
21 1 22 2 2 2
1 1 2 2
n n
n nn n
n n
n n
n nn n
n n
m m nm n n
m m nm n nm m nm n n
m m nm n n
a x a x a x b
a x a x a x ba x a x a x b
a x a x a x b
a x a x a x b
a x a x a x ba x a x a x b
a x a x a x b
a x a x a x b
a x a x a x ba x a x a x b
a x a x a x b
+ + + = ⎧
⎪ + + + = ⎪
⎨
⎪
⎪ + + + =⎩
L
L
LLLLLLLLLLL
L
;
②、
11 12 1 1 1
21 22 2 2 2
1 2
n
nn
n
n
nn
n
m m mn m m
m m mn m mm m mn m m
m m mn m m
a a a x b
a a a x ba a a x b
a a a x b
a a a x b
a a a x ba a a x b
a a a x b
Ax b
Ax bAx b
Ax b
a a a x b
a a a x ba a a x b
a a a x b
⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞
⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟= ⇔ =
⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠
L
L
M M O M M M
L
(向量方程,
A
AA
A
为
m n
m nm n
m n× 矩阵,mmmm个方程, nnnn个未知数)
③、 ( )
1
2
1 2 nnnn
n
nn
n
x
xx
x
x
xx
x
a a a
a a aa a a
a a a
x
xx
x
β
ββ
β
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟ =
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
L
M
(全部按列分块,其中
1
2
n
nn
n
b
bb
b
b
bb
b
b
bb
b
β
ββ
β
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟=
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
M
);
④、 1 1 2 2 n nn nn nn na x a x a xa x a x a xa x a x a xa x a x a x ββββ+ + + =L (线性表出)
⑤、有解的充要条件: ( ) ( , )r A r A nr A r A nr A r A nr A r A nββββ= ≤ ( nnnn为未知数的个数或维数)
4、向量组的线性相关性
1.
m
mm
m
个
n
nn
n
维列向量所组成的向量组
A
AA
A
: 1 2, , , mmmmα α αα α αα α αα α αL 构成 n mn mn mn m× 矩阵 1 2( , , , )mmmmAAAA = Lα α αα α αα α αα α α ;
m
mm
m
个
n
nn
n
维行向量所组成的向量组 BBBB: 1 2, , ,T T TT T TT T TT T Tmmmmβ β ββ β ββ β ββ β βL 构成m nm nm nm n× 矩阵
1
2
T
TT
T
T
TT
T
T
TT
T
m
mm
m
B
BB
B
β
ββ
β
β
ββ
β
β
ββ
β
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟=
⎜ ⎟
⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠
M
;
含有有限个向量的有序向量组与矩阵一一对应;
2. ①、向量组的线性相关、无关 0AxAxAxAx⇔ = 有、无非零解;(齐次线性方程组)
②、向量的线性表出
Ax b
Ax bAx b
Ax b⇔ = 是否有解;(线性方程组)
③、向量组的相互线性表示
AX B
AX BAX B
AX B⇔ = 是否有解;(矩阵方程)
3. 矩阵
m n
m nm n
m n
A
AA
A × 与 l nl nl nl nBBBB × 行向量组等价的充分必要条件是:齐次方程组 0AxAxAxAx = 和 0BxBxBxBx = 同解;( 101PPPP 例 14)
4. ( ) ( )TTTTr A A r Ar A A r Ar A A r Ar A A r A= ;( 101PPPP 例 15)
5.
n
nn
n
维向量线性相关的几何意义:
①、
α
αα
α
线性相关 ⇔ 0αααα = ;
②、 ,α βα βα βα β 线性相关 ⇔ ,α βα βα βα β 坐标成比例或共线(平行);
5
③、 , ,α β γα β γα β γα β γ 线性相关 ⇔ , ,α β γα β γα β γα β γ 共面;
6. 线性相关与无关的两套定理:
若 1 2, , , ssssα α αα α αα α αα α αL 线性相关,则 1 2 1, , , ,s ss ss ss sα α α αα α α αα α α αα α α α +L 必线性相关;
若 1 2, , , ssssα α αα α αα α αα α αL 线性无关,则 1 2 1, , , ssssα α αα α αα α αα α α −L 必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶)
若 rrrr维向量组
A
AA
A
的每个向量上添上
n r
n rn r
n r− 个分量,构成 nnnn维向量组 BBBB:
若 AAAA线性无关,则 BBBB也线性无关;反之若 BBBB线性相关,则 AAAA也线性相关;(向量组的维数加加减减)
简言之:无关组延长后仍无关,反之,不确定;
7. 向量组
A
AA
A
(个数为
r
rr
r
)能由向量组
B
BB
B
(个数为
s
ss
s
)线性表示,且
A
AA
A
线性无关,则
r s
r sr s
r s≤ (二版 74PPPP 定理 7);
向量组
A
AA
A
能由向量组
B
BB
B
线性表示,则 ( ) ( )r A r Br A r Br A r Br A r B≤ ;( 86PPPP 定理 3)
向量组
A
AA
A
能由向量组
B
BB
B
线性表示
AX B
AX BAX B
AX B⇔ = 有解;
( ) ( , )r A r A Br A r A Br A r A Br A r A B⇔ = ( 85PPPP 定理 2)
向量组
A
AA
A
能由向量组
B
BB
B
等价 ( ) ( ) ( , )r A r B r A Br A r B r A Br A r B r A Br A r B r A B⇔ = = ( 85PPPP 定理 2 推论)
8. 方阵
A
AA
A
可逆 ⇔ 存在有限个初等矩阵 1 2, , , llllP P PP P PP P PP P PL ,使 1 2 llllA PP PA PP PA PP PA PP P= L ;
①、矩阵行等价: ~
r
rr
r
A B PA B
A B PA BA B PA B
A B PA B⇔ = (左乘, PPPP可逆) 0AxAxAxAx⇔ = 与 0BxBxBxBx = 同解
②、矩阵列等价: ~
c
cc
c
A B AQ B
A B AQ BA B AQ B
A B AQ B⇔ = (右乘,QQQQ可逆);
③、矩阵等价: ~A B PAQ BA B PAQ BA B PAQ BA B PAQ B⇔ = ( PPPP、QQQQ可逆);
9. 对于矩阵
m n
m nm n
m n
A
AA
A × 与 l nl nl nl nBBBB × :
①、若 AAAA与 BBBB行等价,则 AAAA与 BBBB的行秩相等;
②、若
A
AA
A
与
B
BB
B
行等价,则 0AxAxAxAx = 与 0BxBxBxBx = 同解,且 AAAA与 BBBB的任何对应的列向量组具有相同的线性相关性;
③、矩阵的初等变换不改变矩阵的秩;
④、矩阵
A
AA
A
的行秩等于列秩;
10. 若
m s s n m n
m s s n m nm s s n m n
m s s n m n
A B C
A B CA B C
A B C× × ×= ,则:
①、CCCC的列向量组能由 AAAA的列向量组线性表示, BBBB为系数矩阵;
②、
C
CC
C
的行向量组能由 BBBB的行向量组线性表示, TTTTAAAA 为系数矩阵;(转置)
11. 齐次方程组 0BxBxBxBx = 的解一定是 0ABxABxABxABx = 的解,考试中可以直接作为定理使用,而无需证明;
①、 0ABxABxABxABx = 只有零解 0BxBxBxBx⇒ = 只有零解;
②、 0BxBxBxBx = 有非零解 0ABxABxABxABx⇒ = 一定存在非零解;
12. 设向量组 1 2: , , ,n r rn r rn r rn r rB b b bB b b bB b b bB b b b× L 可由向量组 1 2: , , ,n s sn s sn s sn s sA a a aA a a aA a a aA a a a× L 线性表示为:( 110PPPP 题 19 结论)
1 2 1 2( , , , ) ( , , , )r sr sr sr sb b b a a a Kb b b a a a Kb b b a a a Kb b b a a a K=L L ( B AKB AKB AKB AK= )
其中 KKKK为 s rs rs rs r× ,且 AAAA线性无关,则 BBBB组线性无关 ( )r K rr K rr K rr K r⇔ = ;( BBBB与 KKKK的列向量组具有相同线性相关性)
(必要性: ( ) ( ) ( ), ( ) , ( )r r B r AK r K r K r r K rr r B r AK r K r K r r K rr r B r AK r K r K r r K rr r B r AK r K r K r r K r= = ≤ ≤ ∴ =Q ;充分性:反证法)
注:当
r s
r sr s
r s= 时, KKKK为方阵,可当作定理使用;
13. ①、对矩阵
m n
m nm n
m n
A
AA
A × ,存在 n mn mn mn mQQQQ × , mmmmAQ EAQ EAQ EAQ E= ( )r A mr A mr A mr A m⇔ = 、QQQQ的列向量线性无关;( 87PPPP )
②、对矩阵
m n
m nm n
m n
A
AA
A × ,存在 n mn mn mn mPPPP × , nnnnPA EPA EPA EPA E= ( )r A nr A nr A nr A n⇔ = 、 PPPP的行向量线性无关;
14. 1 2, , , ssssα α αα α αα α αα α αL 线性相关
⇔ 存在一组不全为 0 的数 1 2, , , ssssk k kk k kk k kk k kL ,使得 1 1 2 2 0s ss ss ss sk k kk k kk k kk k kα α αα α αα α αα α α+ + + =L 成立;(定义)
⇔
1
2
1 2( , , , ) 0ssss
s
ss
s
x
xx
x
x
xx
x
x
xx
x
α α α
α α αα α α
α α α
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎜ ⎟ =
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
L
M
有非零解,即 0AxAxAxAx = 有非零解;
⇔ 1 2( , , , )ssssr sr sr sr sα α αα α αα α αα α α
合同
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⇔ =TTTTC AC BC AC BC AC BC AC B,其中可逆;
⇔ TTTTx Axx Axx Axx Ax与 TTTTx Bxx Bxx Bxx Bx有相同的正、负惯性指数;
③、 AAAA与 BBBB相似 1−⇔ =P AP BP AP BP AP BP AP B;
5. 相似一定合同、合同未必相似;
若
C
CC
C
为正交矩阵,则 TTTT
C AC B
C AC BC AC B
C AC B= ⇒ A BA BA BA B ,(合同、相似的约束条件不同,相似的更严格);
6.
A
AA
A
为对称阵,则
A
AA
A
为二次型矩阵;
7.
n
nn
n
元二次型 TTTT
x Ax
x Axx Ax
x Ax
为正定:
A
AA
A⇔ 的正惯性指数为 nnnn;
A
AA
A⇔ 与 EEEE合同,即存在可逆矩阵CCCC,使 TTTTC AC EC AC EC AC EC AC E= ;
A
AA
A⇔ 的所有特征值均为正数;
A
AA
A⇔ 的各阶顺序主子式均大于 0;
0, 0
ii
iiii
ii
a A
a Aa A
a A⇒ > > ;(必要条件)
线性代数公式大全
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