2022年高等代数知识点总结第三版王萼芳与石生明编.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料第四章 矩阵学问点考点精要一矩阵及其运算1.矩阵的概念a 11 a 1 n( 1)由 s n 个数 a (i=1,2 s;j=1,2 n)排成 n 行 n 列的数表,称为 s 行 n 列a s 1 a sn矩阵,简记为 A a ij sn;( 2)矩阵的相等 设 A a ij mn,B a ij lk,假如 m=l ,n=k,且 a ij b ,对 i=1,2 m;j=1,2 n都成立,就称 A 与 B 相等,记 A=B ;( 3)各种特殊矩阵 行矩阵,列矩阵,零矩阵,方阵(上)下三角矩阵,对角矩阵,数量矩阵,单位矩阵;2.矩
2、阵的运算( 1)矩阵的加法a 11a 1 n+b 11b 1 n=a 11b 11a 1 nb 1 nas 1asnb s 1b snas 1b s 1asnb sn运算规律:i A+B=B+A iA+B+C=A+B+C iii A+O=A iv)A+-A=O ( 3)数与矩阵的乘法a 11a 1nka 11ka 1 nkas 1asnkas 1ka sn运算规律:(k+l )A=kA+lA ,kA+B=ka+kB klA =klA l A=A. ( 3)矩阵的乘法名师归纳总结 a 11a 1 nb 11b 1 nc 11c 1n第 1 页,共 17 页as 1asnb s 1b sncm 1
3、cmn- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其中c ija b 1 1ja b 2j.a b nj,i名师精编优秀资料m1,2,. ; s j1,2.运算规律:i (AB )C=ABC iAB+C=AB+AC iii B+CA=BA+CA iv)kAB=A kB =kAB 一般情形,AB BA AB=AC,A 0 B=C AB=0 A=0 或 B=0 ( 4)矩阵的转置Aa 11a 1 nA 的转置就是指矩阵Aa 11as 1as 1asna 1nasn运算规律:i) ABABii )AAiii )AB B Aiv)kAkA( 5)方阵的行列式设方阵Aa
4、11a 1 nA 的行列式为Aa 11a 1nas 1asnas 1asn运算规律:i AAnABA ,这里 A,B 均为 n 级方阵;ii kAkiii ABA B二矩阵的逆1.基本概念( 1)矩阵可逆的定义n 级方阵 A 称为可逆的,假如有n 级方阵 B,使得 AB=BA=E ,这里 E 是 单位 矩阵;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料( 2)相伴矩阵设A 是矩阵Aa 11a 1n中元素ija的代数余子式,矩阵* AA 11A 1 n称 A 的伴a n1a nnA n 1A nn随矩阵;2.
5、 基本性质( 1)矩阵 A 可逆的充分必要条件是A 非退化(A0),而A1* AA( 2)假如矩阵A ,B 可逆,那么A 与 AB 也可逆,且n 可逆矩阵, A1A1AB1B1 A13设 A 是 sn 矩阵,假如P 是 ss 可逆矩阵, Q 是 n那么 秩( A )=秩( PA)=秩( AQ )三分块矩阵明白分块矩阵的概念及运算,特殊是准对角矩阵的性质;对于两个有相同分块的准对角矩阵名师归纳总结 AA 10, BB 10假如它们相应的分块是同级的,就第 3 页,共 17 页0A l00B lA B 1( 1)AB0A B l0A 1B 1( 2)AB0AB l( 3)AA 1A 2.A iA
6、A 2.A 可逆,且此时,A1A 110( 4)A 可逆的充要条件是0A1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料四初等变换与初等方阵1.基本概念( 1)初等变换i用一个非零的 数 k 乘矩阵的第i 行(列)记作r ik c ikjkci称为矩阵的三种初等行(列)ii 互换矩阵中i ,j 两行(列)的位置,记作r ir c j iciii )将第 i 行(列)的 k 倍加到第 j 行(列)上,记作rjkr cj矩阵;初等行,列变换称为初等变换所得到的矩阵;( 2)初等方阵单位矩阵经一次初等变换所得到的矩阵;、2.基本性质( 1)对一个 s
7、n 矩阵 A 作一次初等 行变换就相当于在A 的左边乘上相应的s s 初等矩阵;对A作一次初等 列 变换就相当于在A 的右边乘上相应的n n 初等矩阵;10000100( 2)任意一个 s n 矩阵 A 都与一形式为0010的等价, 它称为矩阵A 的标准型,00000000主对角线上1 的个数等于A 的秩;( 3)n 级矩阵 A 为可逆的充分必要条件是,它能表示成一些初等矩阵的乘积;( 4)两个 sn 矩阵 A ,B 等价的充分必要条件是,存在可逆的s 级矩阵 P 与可逆的n 级矩阵 Q,使B=PAQ ;3.用初等变换求逆矩阵的方法名师归纳总结 把 n 级矩阵 A,E 这两个 nn 矩阵凑在一
8、起, 得到一个n2n 矩阵(AE),用初等行变换把它的左第 4 页,共 17 页边一半化成E,这时,右边的一半就是A1;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料第五章 二次型学问考点精要1. 二次型及其矩阵表示( 1)二次型设P是 一 数 域 , 一 个 系 数 在 数 域P中 的x 1,x 2,.,xn的 二 次 齐 次 多 项 式f x 1,x 2,x n2 a x 11 12a x x22a x xn2 a x 22a2nx x n2 a x n称 为 数 域P 上的一个 n 元二次型;( 2)二次型矩阵设f x x2,x n是 数
9、域P上 的n元 二 次 型 ,fx x2,xn可 写 成 矩 阵 形 式f x 1,x 2,x n X AX其中 x=x x2,xn,A= a ij n n, AA ; A 称为二次型f x x 2,x n的矩阵;秩( A)称为二次型f x x 2x n的秩;( 3)矩阵的合同数域 P 上 nn 矩阵 A,B 称为合同的,假如有属于P 上可逆的 nn 矩阵 C,使B C AC2标准型及规范性定理数域 P上任意一个二次型都可以经过非退化的线性替换化成标准型2 d y 1d y2d y22n用矩阵的语言表达,即数域P 上任意一个对称矩阵合同于一个对角矩阵;定理任意一个复系数的二次型经过一适当的非退
10、化的线性替换化成规范型2 z 12 z 2.2 z 且规范形是唯独的;定 理任 意 一 个 实 系 数 的 二 次 型 经 过 一 适 当 的 非 退 化 的 线 性 替 换 化 成 规 范 型2 z 1.2 z p2 z p1.2 z p q且规范形是唯独的,其中p 称为此二次型的正惯性指数,q称为此二次型的负惯指数,3. 正定二次型及正定矩阵( 1)基本概念2p-q 称为此二次型的符号差;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - i)正定二次型实二次型fx x2,x名师精编优秀资料c c2,.c ,n称为正定的, 假如
11、对于任意一组不全为零的实数都有f c c 2,.cn0.ii )正 定 矩阵实对称矩阵 A 称为正定的,假如二次型 X AX 正定;iii )负定 半正定 半负定 不定的二次型设 f x 1 , x 2 , x n 是 一 实 二 次 型 , 对 于 任 意 一 组 不 全 为 零 的 实 数 c c 2 ,. c n , 如 果f c c 2 ,. c n 0.,那么 f x x 2 , x n 称为负定的;假如都有 f c c 2 ,. c n 0. 那么称f x 1 , x 2 , x n 为半正定的; 假如都有 f c c 2 ,. c n 0.,那么 f x x 2 , x n 称为
12、半负定的;假如它既不是半正定的又不是半负定的,那么 f x x 2 , x n 就称为不定的;( 2)正定二次型,正定矩阵的判定对于实二次型f x x2,xn= X AX ,其中 A 是实对称的,以下条件等价; i f x x 2,x n是正定的,iA 是正定的iii f x x2,xn的正惯指数为n iv)A 与单位矩阵合同v)A 的各阶次序主子式大于零名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料第六章 线性空间学问点考点精要一线性空间1. 线性空间的定义设 V 是一个非空集合,P 是一个数域;在集合 V
13、 的元素之间定义了一种代数运算;这就是说,给出了一个法就, 对于 V 中的任意两个元素 ,在 v 中都有唯独的一个元素 r 与它们对应, 称为与 的和,记为 r;在数域 P 与集合 V 的元素之间仍定义了一种运算,叫做数量乘法;这就是说,对于属于 P 中任意数 k 与 V 中任意元素,在 V 中都有唯独的元素 与它们对应,称为 k 与 的数量乘积,记为k;假如加法与数量乘法满意下述规章,那么( 1)( 2)V 称为数域 P 上的线性空间;3 在 V 中有一元素0,对于 V 中任意元素都有00 (称为的负元素)(具有这个性质的元素0 称为 V 的零元素);,使得( 4)对于 V 中的每一个元素,
14、都有 V 中的元素( 5)1; ( 6)k lkl( 7) klkl( 8)kkk2维数,基与坐标名师归纳总结 (1)假如在线性空间V 中有 n 个线性无关的向量;但是没有更多数目的线性无关的向量,那么V第 7 页,共 17 页就称为 n 维的;假如在V 中可以找到任意多个线性无关的向量,那么V 就称为无限维的;(2)假如在线性空间V 中有 n 个线性无关的向量1,2,.,n,且 V 中任一向量都可以用它们线性表出,那么V 是 n 维的,而1,2,.,n就是 V 的一组基;(3)在 n 维线性空间中,n 个线性无关的向量1,2,.,n称为 V 的一组基;设是 V 中任一向量 , 于 是1,2,
15、.,n,线 性 相 关 , 因 此可 以 被 基1,2,.,n唯 一 的 线 性 表 出- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - a 11a 11.ann名师精编1优秀资料n称为在基1,2,.,n下的坐标, 其中系数,2,.,记(1,2,.,n). 3. 基变换与坐标变换, , ,(1)设 1, 2,., n与 e e 2 ,., e 是 n 维线性空间 V 中两组基,假如a 11 a 1 n a 11 a 1 n, , , e e 2 ,., e n 1, 2, ., n 矩阵 A 称为 1, 2 ,., n到a n 1 a nn a n 1 a nn, ,
16、 ,基 e e 2 ,., e 的过度矩阵;, , , , , ,(2)设 1, 2,., n与 e e 2 ,., e 是 n 维线性空间 V 中两组基,由基 1, 2,., n到基 e e 2 ,., e n, , ,的过度矩阵为 A ,向量 在这两组基下的坐标分别为(x 1 , x 2 ,., x )与 x x 2 ,., x n ,x 1 x 1就 x 2=A x 2;. .x n x n 二线性子空间1.线性子空间(1)数域 P 中线性空间 V 的一个非空子集合 W 称为 V 的一个线性子空间,假如 W 对于 V 的两种运算也构成数域 P 上的线性空间;(2)线性空间 V 的非空子集
17、 W 是 V 的子空间的充分必要条件是 W 对于 V 的两种运算封闭;2.子空间的交与和(1)线性空间 V 的子空间 V V 的交与和,即 V 1 V V 1 V 都是 V 的子空间;(2)维数公式 假如 V V 是线性空间 V 的两个子空间,那么维(V )+维(V )=维(V 1 V )+维(V 1 V )3子空间的直和名师归纳总结 (1)设V V 是线性空间V 的子空间,假如和V 1V 中的每个向量的分解式V ;第 8 页,共 17 页121V ,2V 2是唯独的,这个和就称为直和,记为V 12设V V 是线性空间V 的子空间,以下这些条件是等价的:- - - - - - -精选学习资料
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- 2022 年高 代数 知识点 总结 第三 版王萼芳 石生明编
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