数学复习笔记 14

前言

和家里人交流了一下,他们还是希望我全力以赴初试,我确实也得放开了干,不要束手束脚的。好好加油。感觉公共课都没有啥压力,主要是专业课要好好加油,真不能过不了线,要是过不了线,啥都白搭了。感觉最重要就是数据结构和计组。好好学这两门吧。继续写矩阵的例题。

2.33

这个一看就是含参讨论的问题。感觉就是把行阶梯矩阵写出来,然后一个一个分析。这里应该是考虑秩的性质。一个矩阵的秩,和这个矩阵进行行变换,列变换之后的秩是一致的,一个可逆矩阵可以表示为若干个初等矩阵的乘积,所以一个可逆矩阵乘以一个矩阵,矩阵的秩是不发生改变的。

现在就是判断一下 B 和 C 是否是可逆的矩阵。判断是否可逆,可以算行列式,行列式不等于零就是可逆的。矩阵满秩,矩阵也是可逆的。算出来 B 和 C 的行列式都不是零,所以 B 和 C 矩阵都是可逆的。然后看 B* 和 C* 是不是也是可逆的。根据万能公式, A A ∗ = A ∗ A = ∣ A ∣ E AA^*=A^*A=|A|E AA∗=A∗A=∣A∣E,可以推导出, ( A ∗ ) − 1 = A ∣ A ∣ (A^*)^{-1}=\frac{A}{|A|} (A∗)−1=∣A∣A,这里因为行列式是不为零的,所以伴随矩阵的逆矩阵也是存在的。或者说,伴随矩阵也是可逆的。换句话说,矩阵是可逆的,那么它的伴随矩阵也是可逆的。因为都有公式可以表示这个伴随矩阵的逆矩阵了。所以这个题就化简成为了
r ( A ) + r ( A ∗ ) = r r(A)+r(A^*)=r r(A)+r(A∗)=r,观察可以发现, A 矩阵的第三行是无效行,也就是说,A 的秩最多就是 2 了。然后可以开始讨论了。假设 a = 2, 那就是秩等于 1,伴随矩阵的秩是,根据 33 面,矩阵的秩的性质的第 8 条,可以知道伴随矩阵的秩等于零。那么排除 A and C 两个选项。

接下来考虑 r(A) = 2, 那么伴随矩阵的秩是 1,最后的答案就是 3.所以我给的答案是 D.看了一下解析,和我的分析过程是一致的。

background music

《憾》金玟岐

算逆矩阵的四种方法

抽象的矩阵,定义法

具体的矩阵,公式法, A − 1 = A ∗ ∣ A ∣ A^{-1}=\frac{A^*}{|A|} A−1=∣A∣A∗,行变换,分块矩阵。

2.32

这个是行和相等型的矩阵。我先转换为行列式吧。因为我要把第一列的元素提出来,但是矩阵的话,是把所有元素都提出来。这样不太行。但是这个算出来的式子是这么做的吗,有点懵逼了。确实是把行列式表示出来了,但是是一个含参数的式子,这咋整呢,难道是含参讨论吗,这题是求秩,只有两种方法,行列式或者行变换。没事,先考虑满秩的情况。

  1. k ≠ − 3 & k ≠ 1 , r ( A ) = 4 , r ( A ∗ ) = 4 k \neq -3\ \& \ k\neq1,r(A)=4,r(A^*)=4 k=−3 & k=1,r(A)=4,r(A∗)=4

这种情况就是满秩的情况。

2.剩下的,感觉只能行变换一个一个讨论了,感觉行列式的这个不好讨论了。行变换的问题就是不能,奥,是我搞错了,矩阵行变换也可以处理行和相等的类型的问题,第一列全是相同的,同时除以这个元素,本质上就是倍乘同一列,没有任何影响,行变换不影响秩。这里有一个细节,就是一开始就直接行变换,可能会漏掉 k ≠ − 3 k\neq-3 k=−3 这个情况,因为直接除以这个元素,要考虑这个元素是否为零。假设为零就不能直接除以这个数字呢。假设 k = -3,代进去可以发现矩阵的有效行只有三行,那么秩就是 3,这个秩是 n - 1,那么伴随矩阵的秩是 1,然后就是剩下的情况,k = 1,这个时候,有效行只有一行,那么秩就是 1,这个时候 1 < n - 1 = 3,那么伴随矩阵的秩是 0,这三种情况是否覆盖了所有情况?好像是覆盖了所有的情况了。

看了一下解析,我分析得没啥问题。

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