MIT线性代数:3.矩阵的乘法和逆矩阵

1.矩阵乘法

1.1行, 列点乘法


C的第三行四列等于A的第三行乘以B的第四列,同理可得C的其余元素的值。

假设A为m*n,B为n*p,那么C的形状就是m*p。

1.2列方法

C的一列对应的就是A乘以B的对应一列(C的第一列就是A乘以B的第一列),可以看成A的各列的线性组合,而B则是告诉我们A是怎样进行线性组合的。

1.3行方法

C的一行对应的就是B乘以A的对应一行,可以看成B的各行的线性组合,而A则是告诉我们B是怎样进行线性组合的。

1.4列乘以行

A的一列乘以B的一行,最后把各个矩阵相加。


一列向量乘以一行向量很特殊,得到一个矩阵他的行空间是一条直线,列空间也是一条直线(因为都是成倍数在同一条直线上)。

1.5分块相乘

把矩阵分成四个小块,那么最后的乘法规律参考第一种方法。

2.矩阵的逆

2.1判别奇异矩阵(没有逆)

1. 考虑列:假设A乘以另一个矩阵B得到C,那么C的每列都是A的列线性组合,但是A的所有列都在同一条直线上(1,2)方向,那么就不可能得到(1,0)方向上的向量,也就得不到单位矩阵。

2.假设Ax=0,那么除了A乘以一个(0,0)向量外上述矩阵还有一种情况,就是乘以(-3,1)也可以得到0向量。

若假设A存在逆,那么AA^-1*x = 0*A^-1,即x=0,可见上述矩阵还存在非0向量x,所以矛盾,有逆不成立。

2.2求解矩阵的逆

如何求解a,b,c,d呢?

 


形成增广矩阵,通过把A消成单位矩阵可以让I变成矩阵的逆,这是高斯-若尔当思想消元。

为什么把A消成I后右边是A的逆矩阵呢?


因为EA=I,所以E=A^-1,所以EI = A^-1。

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