《线性代数》复习提纲.doc

1、1线性代数复习提纲第一部分：基本要求（计算方面）四阶行列式的计算；N 阶特殊行列式的计算（如有行和、列和相等）；矩阵的运算（包括加、减、数乘、乘法、转置、逆等的混合运算）；求矩阵的秩、逆（两种方法）；解矩阵方程；含参数的线性方程组解的情况的讨论；齐次、非齐次线性方程组的求解（包括唯一、无穷多解）；讨论一个向量能否用向量组线性表示；讨论或证明向量组的相关性；求向量组的极大无关组，并将多余向量用极大无关组线性表示；将无关组正交化、单位化；求方阵的特征值和特征向量；讨论方阵能否对角化，如能，要能写出相似变换的矩阵及对角阵；通过正交相似变换（正交矩阵）将对称矩阵对角化；2写出二次型的矩阵，并将二次型标

2、准化，写出变换矩阵；判定二次型或对称矩阵的正定性。第二部分：基本知识一矩阵1矩阵的基本概念（表示符号、一些特殊矩阵如单位矩阵、对角、对称矩阵等）；2矩阵的运算（1）加减、数乘、乘法运算的条件、结果；（2）关于乘法的几个结论：矩阵乘法一般不满足交换律（若 ABBA，称 A、B 是可交换矩阵）；矩阵乘法一般不满足消去律、零因式不存在；若 A、B 为同阶方阵，则|AB|=|A|B|；|kA|= |A|nk3矩阵的秩（1）定义 非零子式的最大阶数称为矩阵的秩；（2）秩的求法 一般不用定义求，而用下面结论：3矩阵的初等变换不改变矩阵的秩；阶梯形矩阵的秩等于非零行的个数（每行的第一个非零元所在列，从此元开

3、始往下全为 0 的矩阵称为行阶梯阵）。求秩：利用初等变换将矩阵化为阶梯阵得秩。4逆矩阵（1）定义： A、B 为 n 阶方阵，若 ABBAE，称 A可逆，B 是 A 的逆矩阵（满足半边也成立）；（2）性质： (AB) =(B )*(A )，(A ) =(A ) ；11T1T(A B 的逆矩阵，你懂的)（注意顺序）（3）可逆的条件： |A|0； r(A)=n; A 等价于 E;（4）逆的求解伴随矩阵法 A =(1/|A|)A*；(A* A 的伴随矩阵)1初等变换法（A:E） (施行初等变换)（ E:A ） 15用逆矩阵求解矩阵方程：AX=B，则 X=（A ） B；1XB=A，则 X=B(A )；A

4、XB=C，则 X=(A )C(B )114二、行列式1行列式的定义用 n 个元素 aij 组成的记号称为 n 阶行列式。2（1）它表示所有可能的取自不同行不同列的 n 个元素乘积的代数和；（2）展开式共有 n!项，其中符号正负各半；2行列式的计算一阶|= 行列式，二、三阶行列式有对角线法则；N 阶（n=3）行列式的计算：降阶法定理：n 阶行列式的值等于它的任意一行（列）的各元素与其对应的代数余子式乘积的和。方法：选取比较简单的一行（列），保留一个非零元素，其余元素化为 0，利用定理展开降阶。特殊情况上、下三角形行列式、对角形行列式的值等于主对角线上元素的乘积；5（2）行列式值为 0 的几种情况

5、： 行列式某行（列）元素全为 0； 行列式某两行（列）的对应元素相同； 行列式某两行（列）的元素对应成比例；三、线性方程组1线性方程组解的判定定理：(1) r(A,b)r(A) 无解；(2) r(A,b)=r(A)=n 有唯一解；(3)r(A,b)=r(A)n 有无穷多组解；特别地：对齐次线性方程组 AX=0(1) r(A)=n 只有零解；(2) r(A)n 有非零解；再特别，若为方阵，(1)|A|0 只有零解(2)|A|=0 有非零解2齐次线性方程组（1）解的情况：6r(A)=n，（或系数行列式 D0）只有零解；r(A)n，（或系数行列式 D0 ）有无穷多组非零解。（2）解的结构：X=c11

6、+c22+Cn-rn-r。（3）求解的方法和步骤：将增广矩阵通过行初等变换化为最简阶梯阵；写出对应同解方程组；移项，利用自由未知数表示所有未知数；表示出基础解系；写出通解。3非齐次线性方程组（1）解的情况：利用判定定理。（2）解的结构：X=u+c11+c22+Cn-rn-r。（3）无穷多组解的求解方法和步骤：与齐次线性方程组相同。（4）唯一解的解法：有克莱姆法则、逆矩阵法、消元法（初等变换法）。7四、向量组1N 维向量的定义注：向量实际上就是特殊的矩阵（行矩阵和列矩阵）。2向量的运算：（1）加减、数乘运算（与矩阵运算相同）；（2）向量内积 =a1b1+a2b2+anbn；（3）向量长度 |=(

7、a12+a22+an2) ( 根号)（4）向量单位化 (1/|)；（5）向量组的正交化（施密特方法）设 1， 2，n 线性无关，则1=1，2=2-（21/1 ）*1，3=3-（31/11）*1-（32/22）*2，。3线性组合（1）定义 若 =k11+k2 2+knn，则称 是向量组 1， 2，n 的一个线性组合，或称 可以用向量组 1， 2， n 的一个线性表示。8（2）判别方法 将向量组合成矩阵，记A(1 ， 2，n) ，B=(1，2，n,)若 r (A)=r (B)，则 可以用向量组 1， 2，n的一个线性表示；若 r (A)r (B)，则 不可以用向量组 1， 2，n 的一个线性表示。

8、（3）求线性表示表达式的方法：将矩阵 B 施行行初等变换化为最简阶梯阵，则最后一列元素就是表示的系数。4向量组的线性相关性（1）线性相关与线性无关的定义设 k11+k22+knn=0，若 k1,k2,，kn 不全为 0，称线性相关；若 k1,k2,，kn 全为 0，称线性无关。（2）判别方法： r(1， 2，n)n，线性相关；r(1， 2，n)=n，线性无关。若有 n 个 n 维向量，可用行列式判别：n 阶行列式 aij0，线性相关（0 无关） (行列式太9不好打了)5极大无关组与向量组的秩（1）定义 极大无关组所含向量个数称为向量组的秩（2）求法 设 A(1， 2 ， ，n)，将 A 化为阶

9、梯阵，则 A 的秩即为向量组的秩，而每行的第一个非零元所在列的向量就构成了极大无关组。五、矩阵的特征值和特征向量1定义 对方阵 A，若存在非零向量 X 和数 使AXX，则称 是矩阵 A 的特征值，向量 X 称为矩阵A 的对应于特征值 的特征向量。2特征值和特征向量的求解：求出特征方程|I-A|=0 的根即为特征值，将特征值 代入对应齐次线性方程组(I-A)X0 中求出方程组的所有非零解即为特征向量。3重要结论：（1） A 可逆的充要条件是 A 的特征值不等于 0；（2） A 与 A 的转置矩阵 A有相同的特征值；（3）不同特征值对应的特征向量线性无关。六、矩阵的相似101定义 对同阶方阵 A、

10、B，若存在可逆矩阵 P，使P-1AP=B，则称 A 与 B 相似。2求 A 与对角矩阵 相似的方法与步骤（求 P 和）：求出所有特征值；求出所有特征向量；若所得线性无关特征向量个数与矩阵阶数相同，则 A 可对角化（否则不能对角化），将这 n 个线性无关特征向量组成矩阵即为相似变换的矩阵 P，依次将对应特征值构成对角阵即为。3求通过正交变换 Q 与实对称矩阵 A 相似的对角阵：方法与步骤和一般矩阵相同，只是第三歩要将所得特征向量正交化且单位化。七、二次型1定义 n 元二次多项式 f(x1,x2,，xn)= aijxixj 称为二次型,若 aij=0(ij)，则称为二交型的标准型。2二次型标准化：配方法和正交变换法。正交变换法步骤与上面对角化完全相同，这是由于对正交矩阵 Q，Q-1=Q，即正交