矩阵的加法、减法与数乘运算
矩阵的加法、减法、数乘统称为矩阵的线性运算,运算结果仍为矩阵,以下是详细规则和示例。
一、 前提:同型矩阵的定义
矩阵的加法、减法运算,仅对同型矩阵有效。
- 同型矩阵 :两个矩阵的行数相等且列数相等 ,例如
和
是同型矩阵;
和
不是同型矩阵。
二、 矩阵的加法
1. 定义
设同型矩阵 ,
,则矩阵 A 与 B 的和记作 A+B,定义为:

即对应位置的元素相加,得到一个新的 m×n 矩阵。
2. 运算性质
设 都是 m×n 矩阵(
为零矩阵),则:

3. 示例
已知

则

三、 矩阵的减法
1. 定义
矩阵减法是加法的逆运算,先定义负矩阵 :对矩阵 ,其负矩阵为
即每个元素取相反数。
同型矩阵 A 与 B 的差记作 A−B,定义为:

即 对应位置的元素相减。
2. 运算性质
设 A,B 是同型矩阵,则:

3. 示例

四、 矩阵的数乘
1. 定义
设 k 是任意常数(实数或复数),矩阵 ,则数 k 与矩阵 A 的乘积记作
,定义为:
即 用数 k 乘以矩阵的每一个元素,结果仍为 m×n 矩阵。
2. 运算性质

3. 示例

五、 线性运算的综合示例
