考研数学二图鉴——矩阵

重中之重,内容非常多的章节,主要就是理解几何意义和记忆公式,话不多说直接看题型分类。

一.矩阵运算

1.方阵次方

  • ,这是秩等于1的特殊情况
  • 若有:,则,有:
  • 也有二项式定理:

2.伴随矩阵

3.逆矩阵

  • 可逆带来的性质:行列式不等于0,满秩,行列向量线性无关,Ax=0只有0解,特征值不全为0,矩阵为非奇异矩阵
  • 求逆矩阵:初等变换法和伴随矩阵法

4.矩阵的抽象运算

  • 利用矩阵本身的代数性质
  • 次幂、伴随、逆矩阵、转置等自己的规律

二.矩阵等价

1.判断矩阵是否等价

  • 充要条件:A可以通过初等变换变成B,即PAQ=B;或者同型矩阵且秩相等(不同型则不够)
  • 充分条件:A与B相似,A与B合同~

2.通过等价确定矩阵参数

通过矩阵的秩来入手~

三.矩阵变换后行列式的性质

  • 逆矩阵:
  • 伴随:
  • 转置:

四.有关两个n阶矩阵关系的命题

常见于选择题,针对抽象矩阵,核心是围绕它们的运算关系、等价、相似、合同这四大类,并常与秩、线性方程组、特征值等其他知识点进行综合考查。截图两个例子:

还会结合后面的相似与合同,本质还是要熟练掌握公式和性质。

五.分块矩阵

重中之重,本章甚至整个科目最容易丢分的存在,选择题过往非常爱考。

1.基本运算

  • 加法:对应子块相加
  • 乘法:子块作为元素相乘

2.行列式

更一般的情况用Schur补公式:

  • A可逆:
  • D可逆:

3.逆矩阵

这部分的舒尔补公式更是难度天花板,不整理,感觉不是特别有必要,容易记错,各位按需自行学习吧。

4.秩

竖向排列依旧成立~

5.伴随矩阵

类似逆矩阵吧,就差了一个行列式作为系数,这里不额外总结。

六.矩阵的秩相关

可以理解为非0子式的最高阶数:秩为n至少有一个n阶子式不为0,任意n-1阶子式均为0。

  • AB同型,则有

当A为m*n阶矩阵,B为n*s阶矩阵,则有:

  • 与可逆矩阵相乘不改变矩阵的秩

七.矩阵方程

  • AX=B
  • XA=B
  • AXB=C

一般是设出X,通过反解来构造方程组。

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