线性代数_矩阵

心不动则不痛 提交于 2019-11-29 10:54:22

矩阵

定义

  1. 加法:C=A+B=(aij)m×n+(bij)m×n=(cij)m×nC=A+B=\left(a_{i j}\right)_{m \times n}+\left(b_{i j}\right)_{m \times n}=\left(c_{i j}\right)_{m \times n} 其中 cij=aij+bijc_{i j}=a_{i j}+b_{i j}

  2. 数乘矩阵:kA=Ak=k[a11a12a1na21a22a2nam1am2amn]=[ka11ka12ka1nka21ka22ka2nkam1kam2kamn]kA=Ak=k\left[\begin{array}{cccc}{a_{11}} & {a_{12}} & {\cdots} & {a_{1 n}} \\ {a_{21}} & {a_{22}} & {\cdots} & {a_{2 n}} \\ {\vdots} & {\vdots} & {} & {\vdots} \\ {a_{m 1}} & {a_{m 2}} & {\cdots} & {a_{m n}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{k a_{11}} & {k a_{12}} & {\cdots} & {k a_{1 n}} \\ {k a_{21}} & {k a_{22}} & {\cdots} & {k a_{2 n}} \\ {\vdots} & {\vdots} & {} & {\vdots} \\ {k a_{m 1}} & {k a_{m 2}} & {\cdots} & {k a_{m n}}\end{array}\right]

  3. 加法

  4. 交换律:A+B=B+AA+B=B+A

  5. 结合律:(A+B)+C=A+(B+C)(A+B)+C=A+(B+C)

  6. 分配律:k(A+B)=kA+kB,(k+l)=kA+lAk(A+B)=kA+kB,(k+l)=kA+lA

  7. 数和矩阵相乘的结合律:k(lA)=(kl)A=l(kA)k(lA)=(kl)A=l(kA)

矩阵乘法

  1. 结合律:(Am×,Bs×r)Cr×n=Am×s(Bs×,Cr×n)\left(\boldsymbol{A}_{m \times}, \boldsymbol{B}_{s \times r}\right) \boldsymbol{C}_{r \times n}=\boldsymbol{A}_{m \times s}\left(\boldsymbol{B}_{s \times}, \boldsymbol{C}_{r \times n}\right)
  2. 分配律: Am×s(Bs×n+Cs×n)=Am×sBs×n+Am×sCs×n\boldsymbol{A}_{m \times s}\left(\boldsymbol{B}_{s \times n}+\boldsymbol{C}_{s \times n}\right)=\boldsymbol{A}_{m \times s} \boldsymbol{B}_{s \times n}+\boldsymbol{A}_{m \times s} \boldsymbol{C}_{s \times n}
  3. 数乘与矩阵乘积的结合律:(kAm×s)Bs×n=Am×s(kAs×n)=kAm×sAs×n(k{A}_{m \times s}){B}_{s \times n}={A}_{m \times s}(k{A}_{s \times n})=k{A}_{m \times s}{A}_{s \times n}
  4. 没有交换律

转置矩阵

  1. AT=[a11a21am1a12a22am2a1na2namn]\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}=\left[\begin{array}{cccc}{a_{11}} & {a_{21}} & {\cdots} & {a_{m 1}} \\ {a_{12}} & {a_{22}} & {\cdots} & {a_{m 2}} \\ {\vdots} & {\vdots} & {} & {\vdots} \\ {a_{1 n}} & {a_{2 n}} & {\cdots} & {a_{m n}}\end{array}\right]
  2. 转制运算规律:(AT)T=A;\left(\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}\right)^{\mathrm{T}}=\boldsymbol{A} ;
    (kA)T=kAT(k \boldsymbol{A})^{\mathrm{T}}=k \boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}
    (A+B)T=AT+BT(\boldsymbol{A}+\boldsymbol{B})^{\mathrm{T}}=\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}+\boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}
    (AB)T=BTAT(\boldsymbol{A}\boldsymbol{B})^{\mathrm{T}}=\boldsymbol{B}^{\mathrm{T}}\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}
    m=n,AT=A当 m=n 时,|\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}}|=|A|

向量内积与正交

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