矩陣的逆矩陣怎么求
矩陣是高等代數學中的常見工具,也常見于統計分析等應用數學學科中。矩陣是一個按照長方陣列排列的復數或實數集合,最早來自于方程組的系數及常數所構成的方陣。
矩陣的逆矩陣怎么求
最簡單的辦法是用增廣矩陣。如果要求逆矩陣是A,則對增廣矩陣(AE)進行初等行變換,E是單位矩陣,將A化到E,此時此矩陣的逆就是原來E的位置上的那個矩陣,原理是A逆乘以(AE)=(EA逆)初等行變換就是在矩陣的左邊乘以A的逆矩陣得到的。
設A是數域上的一個n階矩陣,若在相同數域上存在另一個n階矩陣B,使得:AB=BA=E,則我們稱B是A的逆矩陣,而A則被稱為可逆矩陣。注:E為單位矩陣。可逆矩陣一定是方陣。如果矩陣A是可逆的,其逆矩陣是唯一的。
A的逆矩陣的逆矩陣還是A。記作(A-1)-1=A。可逆矩陣A的轉置矩陣AT也可逆,并且(AT)-1=(A-1)T(轉置的逆等于逆的轉置)若矩陣A可逆,則矩陣A滿足消去律。即AB=O(或BA=O),則B=O,AB=AC(或BA=CA),則B=C。
求逆矩陣的方法
1.待定系數法
待定系數法顧名思義是一種求未知數的方法。將一個多項式表示成另一種含有待定系數的新的形式,這樣就得到一個恒等式。然后根據恒等式的性質得出系數應滿足的方程或方程組,其后通過解方程或方程組便可求出待定的系數,或找出某些系數所滿足的關系式,這種解決問題的方法叫做待定系數法。
2.伴隨矩陣法
用這個方法之前,必須先搞清什么是余子式和代數余子式!這種方法計算量比較大,特別注意是區分余子式和代數余子式這兩個概念,代數余子式的轉置(行變列,列變行)以及乘以行列式值分之一
3.初等變換法
一般采用的是初等行變換。定義:所謂數域P上矩陣的初等行變換是指下列3種變換:
1)以P中一個非零的數乘矩陣的某一行
2)把矩陣的某一行的c倍加到另一行,這里c是P中的任意一個數
3)互換矩陣中兩行的位置
逆矩陣的運算及其運算規則
|A^(-1)|=|A|^(-1)逆矩陣;
設A是數域上的一個n階方陣,若在相同數域上存在另一個n階矩陣B,使得:AB=BA=E。則我們稱B是A的逆矩陣,而A則被稱為可逆矩陣。
證明:
因為(AB)(B^-1A^-1)
=A(BB^-1)A^-1
=AEA^-1
=AA^-1
=E
所以(AB)^-1=B^-1A^-1
可逆矩陣還具有以下性質:
(1)若A可逆,則A-1亦可逆,且(A-1)-1=A[4]。
(2)若A可逆,則AT亦可逆,且(AT)-1=(A-1)T[4]。
(3)若A、B為同階方陣且均可逆,則AB亦可逆,且(AB)-1=B-1A-1。
求逆矩陣的步驟
逆矩陣存在的條件是矩陣的行列式不為0。
如果一個n階方陣A的行列式不為0,則A可逆,也就是存在一個n階方陣B,使得AB=BA=I。
其中,I是n階單位矩陣。
求逆矩陣的步驟如下:
1.構造增廣矩陣[A|I],其中A是待求逆矩陣,I是n階單位矩陣;
2.對增廣矩陣進行初等行變換,將矩陣A變為n階單位矩陣I;
3.對初等行變換后的增廣矩陣進行觀察,如果右側n階矩陣不為單位矩陣,則原矩陣A不存在逆矩陣;
4.如果右側n階矩陣是單位矩陣,則左側的矩陣就是A的逆矩陣B。
需要注意的是,矩陣求逆時要注意精度問題,計算過程中要注意舍入誤差和相減的可能出現的減法消元誤差。