浅谈伴随矩阵.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流浅谈伴随矩阵批准日期毕 业 论 文 任 务 书院(系): 理学院 专业 数学与应用数学(师范) 班 级: 数学08-2 学生: 蔡振强 学号: 08124080213一、毕业论文课题 浅谈伴随矩阵 二、毕业论文工作自 2011 年 3月 20 日起至 2012 年 6 月 15 日止三、毕业论文进行地点 图书馆、论文课室 四、毕业论文的内容要求(一):内容要求,其中讨论的范围是:一、伴随的定义与基础性质;二、伴随矩阵的计算;三、伴随矩阵与原矩阵的关系;四、伴随矩阵的证明与证明的应用;五、伴随矩阵转化的应用;六、伴随矩阵的推广与探讨。(二)论文
2、撰写具体要求: 1、确定论文题目后,要围绕题目的有关问题,查阅资料,认真研究参考文献,形成论文书写的基本思路,撰写研究研究论文提纲 2、根据论文提纲内容,撰写论文,论文思路要清晰,层次要分明,论点和依据要充分,要有创新,有自己独到见解,语言流畅。 3、论文分综述,论文正文两部分。综述不少于2000字,综述部分应回答研究目的、研究方法、其他研究人员就此问题已做过哪些相关研究、论文研究的主要成果等问题。正文不少于8000字,参考文献不少于10篇,其中外文文献至少一篇。 4、要按学院统一规定时间完成论文,并按学院统一要求的格式打印论文。 指导教师 接受论文任务开始执行日期 2012 年 3 月 6
3、日学生签名 摘要伴随矩阵是高等代数中不可缺少的一部分内容,如果能深入的学习和探讨伴随矩阵,那将充分的充实高等代数中矩阵的内容,则对高等代数的理解、学习、应用起到良好的作用。本文开始详细的阐述了伴随矩阵的定义与基本性质为下面探讨做准备,接着进入伴随矩阵的计算,这是内容的重点和数学思想方法。伴随矩阵与原矩阵的关系,这有利于培养数学思想,提高数学思维。伴随矩阵的证明与转化的应用这是对基础性质和内容的巩固。通过对上面的探讨、进一步深入学习、推广、探索研究,从而丰富伴随矩阵的内容,掌握伴随矩阵的计算方法及数学思想,增强辩证思维,提高学习效率与能力,充实知识与内容。关键词:伴随矩阵 原矩阵 性质 计算 A
4、bstractAdjoint matrix is an indispensable part of the higher mathematics. To study and explore further of adjoint matrix will not only enrich the knowledge of matrix, but also contribute to the study and understanding of higher mathematics. This thesis will give an elaboration of the definition and
5、properties of adjoint matrix at the beginning, and focus on the calculation of adjoint matrix in the following chapter, which is the emphasis of the thesis and the thought and method of mathematics. Also, the study of the relationship between adjoint matrix and original matrix is helpful for the cul
6、tivation of thinking method on mathematics. The justification and transform of adjoint matrix consolidate the properties and content of adjoint matrix. the thesis try to enrich the adjoint matrix through further study and exploration step by step, and make the readers understand and master the calcu
7、lation of adjoint matrix and the thinking method of mathematics, and also influence their dialectical thinking, study effect and ability.Key words: adjoint matrix original matrix properties calculation第一章 引言伴随矩阵是高等代数中不可缺少的一部分,对其研究充分的展示了矩阵内容的全面性,对于伴随矩阵的计算方法,和一些有关于等式的证明,是我们本文所要研讨的内容。关于伴随矩阵的应用,这也是经常会用到
8、的,例如求逆矩阵的时候,我们往往会用到伴随矩阵的知识等等。掌握好伴随矩阵的基本性质,在这个性质上进行计算探讨、证明、应用,最后进行推广。1.1研究背景伴随矩阵在高代中的作用是极其重要的,在关于伴随矩阵的一些性质可以应用到其他矩阵的计算证明中,在这时候我们就更需要这一方面的知识了。伴随矩阵的内容深入不仅增加了矩阵的内容,也补充了矩阵计算的不足,在矩阵的证明与应用中的到广泛的推广。从学习上来说,学习伴随矩阵不仅可以增加学习者的知识,在矩阵的研究中,我们通过进一步学习伴随矩阵,使我们的知识得到巩固和扩充。数学思想来说,学习这一方面的知识,可以使学生的数学思想得到有效的提高,通过这一次的数学探讨,学生
9、是有必要的。为了能更好的掌握这一方面的知识,增强学生的数学思维,提高学生的知识能力,取得更好的学习效果,我们来学习本次知识内容。1.2文献综述经过三个多月的努力,我的论文基本完成,在这个过程中,我通过收集的方式参考了很多书籍、文章、报刊和网上学习。通过这些资料,我深入的学习、探讨、研究和分析。我总结出了,这些资料对于我这次的学习有很大的帮助,通过这些资料我们可以更全面的来探讨我们所学的内容,它对我这次完成我的论文起到不可缺少的作用。下面就是我所引用的文献综述:高等代数第五版给出了伴随矩阵的基本性质,关于可逆矩阵与伴随矩阵的转化关系,关于伴随矩阵与矩阵的逆它们的求法。在矩阵中求它的逆,我们是否在
10、求逆方法之外的其他方法呢?通过这些等式我们可以更好的求你矩阵。这些基础性质是伴随矩阵探究不可缺少的内容,是我所写论文的基础。高等代数考研教案,北大三版,这本书主要是探讨伴随矩阵的一些简单的计算和一些特殊的证明,通过这些计算证明总结出计算方法和数学思想。高等代数北京大学第三版,基础内容,一些困难的计算与证明,这主要是学习一些比较困能的求法和证法,通过这次学习,使知识有更一步的提高,数学思维有明显的进步。一种求伴随矩阵的方法莆田学院学报。这是关于求伴随矩阵的一种计算方法,具有概括性的方法。伴随矩阵的一个性质桂林市教育学院学报(综合版),这是伴随矩阵的一种特殊的情形,这种特殊的情形是有规律的,这种规
11、律可以得出伴随矩阵的规律。高等代数教学研究,西南大学出版的,主要是深入研讨,一些特殊的方法、计算还有其他方面的应用等。还有其他的参考书和网络资料,在这里我就不一一列举,通过这些资料给我启发很大,通过这些资料我才能够顺利的完成了我的学院论文。1.3计算方法本人写作之前在网上和图书管查看了许多相关的资料,也做好了笔记,通过我多方努力,我把握了我需要的材料,经我再三的思考,我总结好我的论文结构,对我所查的资料认真运用,也在这基础我创新出我的观点,相当多的一部分内容是我自己得出的,如我想出运用行列式的技巧来探讨伴随矩阵.1.4勇于创新 勤于思考 本内容是根据高等代数中的伴随矩阵内容而写,其中所探讨的内
12、容有好几方面,有伴随矩阵的基础性质,有关伴随矩阵的计算方法,还有定义、定理、证明等等。内容很多,也有些复杂、凌乱。在学习中有可能慌乱,抓不住主题,课后的习题也比较多,涉及的知识点也很多。因此必须在清楚的认识、理解矩阵的内容和伴随矩阵的知识,才能更好的学习与掌握。通过这一次的学习,我们要学习这种计算方法、证明方法,更重要的是在一系列的学习以后,对知识进行推广与扩充,学习这一种数学方法,做的勇于创新,勤于思考,更好的掌握高等代数的知识与内容。第二章 伴随矩阵的定义性质与计算、应用在高等代数的学习研讨中,每一个知识内容都是不可缺少的,也是有着重要意义的,这些内容包含着重要的数学思想,在矩阵的研讨中,
13、它更是高等代数中不可缺少的一部分,伴随矩阵是矩阵中的一个特殊知识点,伴随矩阵的性质也和原矩阵有着密切的联系。矩阵的计算是矩阵不可缺少的内容,通过伴随矩阵计算,我们可以解决很多应用性的问题。逆矩阵的求法是矩阵的重要组成部分,通过学习伴随矩阵,我们可以更好的解决这方面的内容。伴随矩阵等价关系的证明也是极其重要的,通过这次学习掌握这方面的知识。学习伴随矩阵,我们可以在这个基础上,进行推广。2.1定义与基础性质伴随矩阵的由来,其定义,伴随矩阵是根据原矩阵而定义的,它们存在一定的关系的,在这个基础上它们在一定的条件关系中有一定的等价关系。它们的基础性质也由此而产生了。2.11在矩阵中进行伴随矩阵定义定义
14、2.111 在一个阶行列式中的某一元素的余子式指的是在中划去所在的行和列后所余下的阶子式.定义2.112阶行列式的元素的余子式附以符号后,叫做元素的带上余子式.元素的代数余子式用符号来表示:定义2.113 设是行列式中元素的代数余子式令我们把叫做矩阵的伴随矩阵。注:我们所说的伴随矩阵是指矩阵,那么对视矩阵时是否存在伴随矩阵呢?这里是不存在的因为对于中代数余子式是没有值的,所以我们这里的伴随矩阵是阶的。2.12伴随矩阵的基本性质性质2.121若,则由,得伴随矩阵可逆,且,再由,得。注:关于证明.容易求得性质2.122对于,根据,得若,则;若时,可分下面情况;若,则,;若,则可以,于是有非零解,从
15、而,则有.综上所述,总有.性质2.123若,则,.性质2.124若,都是阶可逆方阵,则由,得性质2.125设,若,则,所以,即可逆,从而.若,则至少有阶子式不为0,从而.又,则有,的线性无关的列是线性方程组的线性无关的解,于是,因此得;若,则的所有阶子式都为0,从而.综上所述,有性质2.126因为注:,性质2.127证明:时,则易知;当(对于,此公式不成了,这里不讨论.2.2伴随矩阵的计算.伴随矩阵的计算是本随矩阵不可缺少的一部分内容,那么要学习好伴随矩阵,本人主要是通过伴随矩阵入手,通过探究伴随矩阵的计算,从而更好的研究伴随矩阵,下面的内容是通过两种方法入手。第一种是从定义入手,这个计算方法
16、是基础的,是研究伴随矩阵不可缺少的内容。当然这种计算繁杂,不利于技巧性,也比较的容易出错,对于比较高阶的矩阵是比较的困难的。因此本人又从另一方面进行计算探究,这是分情况讨论性学习,其中是从三种情况进行,通过三种情况分析进行伴随矩阵的求解,我们也可以很容易的求解到结果,从而避免了定义式计算的繁杂。这种方法技巧、灵活,特别是关于这种情况技巧性更强,这是一种最实用的求伴随矩阵的方法。通过这两种求解法来探讨伴随矩阵的计算。另外我们又学习了一种特殊的计算,上三角的两种求法。2.21定义式计算.这是一种根据伴随矩阵的定义来计算,其特点是对于知道一个原矩阵就可以求它的伴随矩阵,其缺点是计算繁杂,不利多阶计算
17、。例1. 已知,求.解:根据定义可求得即例2 已知,求.解:,求得 注:从上例2,我们可以知道计算量会变的很大,如果是4阶的话就会更大,因此我们下面讨论一些特殊的情况,我们可以用一些简便的方法来求。2.22分情况求解法.其中阶方阵.第一种情形;第二种情况;第三种情况。、,即是可逆的,那么我们由因此我们只要求出与即可。因为是知道的,所以可以求出它的行列式。再者因为是可逆的。我们运用前面所学的可以求出的逆:注:这里的变化是初等行变换求可逆,这里只允许实施初等行变换。例3 设,求伴随矩阵。解:,可逆,则有易求得,现在求,根据求得则、对于的情形定理1如果,有基本性质2.125得.可设其中是齐次线性方程
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