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可逆矩阵的行列式

2023-05-09 09:12:01 数学

  可逆矩阵与其逆矩阵是大学数学(高数)中的重点知识也是期末考试和研究生入学考试中的高频考点。本文重点来谈谈“逆矩阵的行列式值与原矩阵行列式的关系”:逆矩阵的行列式与原矩阵的行列式的乘积为1,即二者互为倒数。

可逆矩阵的行列式是什么

  矩阵逆矩阵的行列式等于原矩阵行列式的倒数。

  证明如下:

  因为 AB=BA=E单位阵,B是A的逆矩阵.

  所以 |AB|=|BA|=1。

  当A是方阵时,|AB|=|A||B|,|BA|=|B||A|,

  有 |B|=1/|A|。

逆矩阵的性质定理以及证明

  性质定理:

  1、可逆矩阵一定是方阵。

  2、如果矩阵A是可逆的,其逆矩阵是唯一的。

  3、A的逆矩阵的逆矩阵还是A。记作(A-1)-1=A。

  4、可逆矩阵A的转置矩阵AT也可逆,并且(AT)-1=(A-1)T 转置的逆等于逆的转置)。

  5、若矩阵A可逆,则矩阵A满足消去律。即AB=O(或BA=O),则B=O,AB=AC(或BA=CA),则B=C。

  6、两个可逆矩阵的乘积依然可逆。

  7、矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。

  证明:

  1、逆矩阵是对方阵定义的,因此逆矩阵一定是方阵。

  2、设B与C都为A的逆矩阵,则有B=C。

  3、假设B和C均是A的逆矩阵,B=BI=B(AC)=(BA)C=IC=IC,因此某矩阵的任意两个逆矩阵相等。

  4、由逆矩阵的唯一性,A-1的逆矩阵可写作(A-1)-1和A,因此相等。

  矩阵A可逆,有AA-1=I 。(A-1) TAT=(AA-1)T=IT=I ,AT(A-1)T=(A-1A)T=IT=I。

  由可逆矩阵的定义可知,AT可逆,其逆矩阵为(A-1)T。而(AT)-1也是AT的逆矩阵,由逆矩阵的唯一性,因此(AT)-1=(A-1)T。

  5、1)在AB=O两端同时左乘A-1(BA=O同理可证),得A-1(AB)=A-1O=O

  而B=IB=(AA-1)B=A-1(AB),故B=O。

  2)由AB=AC(BA=CA同理可证),AB-AC=AB-C=O,等式两边同左乘A-1,因A可逆AA-1=I 。

  得B-C=O,即B=C。

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