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可逆矩陣的行列式

2023年11月13日

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可逆矩陣與其逆矩陣是大學數學(高數)中的重點知識也是期末考試和研究生入學考試中的高頻考點。本文重點來談談「逆矩陣的行列式值與原矩陣行列式的關係」:逆矩陣的行列式與原矩陣的行列式的乘積為1,即二者互為倒數。

可逆矩陣的行列式是什麼


矩陣逆矩陣的行列式等於原矩陣行列式的倒數。
證明如下:
因為 AB=BA=E(單位陣),B是A的逆矩陣.
所以 |AB|=|BA|=1。
當A是方陣時,|AB|=|A||B|,|BA|=|B||A|,
有 |B|=1/|A|。

逆矩陣的性質定理以及證明


性質定理:
1、可逆矩陣一定是方陣。
2、如果矩陣A是可逆的,其逆矩陣是唯一的。
3、A的逆矩陣的逆矩陣還是A。記作(A-1)-1=A。
4、可逆矩陣A的轉置矩陣AT也可逆,並且(AT)-1=(A-1)T (轉置的逆等於逆的轉置)。
5、若矩陣A可逆,則矩陣A滿足消去律。即AB=O(或BA=O),則B=O,AB=AC(或BA=CA),則B=C。
6、兩個可逆矩陣的乘積依然可逆。
7、矩陣可逆若且唯若它是滿秩矩陣。
證明:
1、逆矩陣是對方陣定義的,因此逆矩陣一定是方陣。
2、設B與C都為A的逆矩陣,則有B=C。
3、假設B和C均是A的逆矩陣,B=BI=B(AC)=(BA)C=IC=IC,因此某矩陣的任意兩個逆矩陣相等。
4、由逆矩陣的唯一性,A-1的逆矩陣可寫作(A-1)-1和A,因此相等。
矩陣A可逆,有AA-1=I 。(A-1) TAT=(AA-1)T=IT=I ,AT(A-1)T=(A-1A)T=IT=I。
由可逆矩陣的定義可知,AT可逆,其逆矩陣為(A-1)T。而(AT)-1也是AT的逆矩陣,由逆矩陣的唯一性,因此(AT)-1=(A-1)T。
5、1)在AB=O兩端同時左乘A-1(BA=O同理可證),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同理可證),AB-AC=A(B-C)=O,等式兩邊同左乘A-1,因A可逆AA-1=I 。
得B-C=O,即B=C。

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