矩阵基本运算

1,矩阵相关运算

矩阵的运算满足分配律和结合律,不满足交换律。
设A、B和C为3个矩阵, λ \lambda 为实数,

1.1 A ( B + C ) = A B + A C A(B+C)=AB+AC
1.2 A B C = ( A B ) C = A ( B C ) ABC=(AB)C=A(BC)
1.3 λ ( A + B ) = λ A + λ B \lambda (A+B)=\lambda A+\lambda B
1.4 λ A B = A ( λ B ) \lambda AB=A(\lambda B)

2,转置矩阵相关运算

2.1 ( A + B ) T = A T + B T (A+B)^T=A^T+B^T
2.2 ( λ A ) T = λ A T (\lambda A)^T=\lambda A^T
2.3 ( A B ) T = B T A T (AB)^T=B^TA^T
A = A T A A A=A^T,则称矩阵A为对称阵(隐含条件为A是方正,单位方阵为对称阵)

3,方阵的逆矩阵相关运算

若BA=AB=E(A和B为同阶方阵,E为单位方阵),则称A和B互为逆矩阵,记作 B = A 1 B=A^{-1}

方阵A可逆的充分必要条件是它的行列式不为0。

3.1 若方阵A可逆,则 A 1 A^{-1} 也可逆,且 ( A 1 ) 1 = A (A^{-1})^{-1}=A
3.2 若方阵A可逆, λ \lambda 为实数,则 λ A \lambda A 也可逆,且 ( λ A ) 1 = 1 λ A 1 (\lambda A)^{-1}=\frac{1}{\lambda}A^{-1}
3.3 若方阵A和B均可逆且同阶,则AB也可逆,且 ( A B ) 1 = B 1 A 1 (AB)^{-1}=B^{-1}A^{-1}

对于非方阵,有广义逆的定义。

4,方阵的行列式相关运算

4.1 A T = A |A^T|=|A|
4.2 λ A = λ n A |\lambda A|=\lambda^n|A| (假设A为n阶)
4.3 A B = A B |AB|=|A||B|

5,共轭矩阵的性质

若A、B都是复矩阵, λ \lambda为复数

5.1 A + B = A ˉ + B ˉ \overline{A+B}=\bar{A}+\bar{B}
5.2 A B = A ˉ B ˉ \overline{AB}=\bar{A}\bar{B}
5.3 λ A = λ ˉ A ˉ \overline{\lambda A}=\bar{\lambda}\bar{A}

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