线性代数 第三章——矩阵的初等变换及线性方程组

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一、矩阵的初等变换

1、背景引入

2、三种初等变换

(1)交换:

①交换两行:

②交换两列:

(2)数乘:

①某行乘以系数:

②某列乘以系数:

(3)倍加变换:

①某行的k倍加到另外一行:

②某列的k倍加到另外一列:

3、初等矩阵

(1)将单位矩阵做一次且仅做一次初等变换(对同序号的行或列做同样的初等变换,结果是一致的,故不区分行/列)得到的矩阵称为初等矩阵。

(2)初等矩阵的意义为,在任一矩阵左边乘以一个初等矩阵,相当于对其进行了一次一样的初等行变换,而在任一矩阵右边乘以一个初等矩阵,相当于对其进行了一次一样的初等列变换。

(3)初等矩阵求逆公式:

4、利用初等变换求逆矩阵

(1)初等变换的性质:

(2)数字型逆矩阵的求法:

5、矩阵的等价

6、例题

二、矩阵的秩

1、k阶子式

2、矩阵的秩的定义

3、矩阵的秩的性质

4、两类特殊矩阵

(1)行阶梯型矩阵:矩阵中每一行的非0首元素所在列比下一行的非0首元素所在的列都靠前(并排不算)。

(2)行最简型矩阵:矩阵中每一行的非0首元素为1,且非0首元素所在列的其它元素为0。

5、例题

三、线性方程组解的存在性

1、非齐次线性方程组与齐次线性方程组回顾

(1)任意一个n元非齐次线性方程组均可表示为

(2)任意一个n元齐次线性方程组均可表示为

2、解的存在性

3、举例

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