一篇文章搞定矩阵
——第三篇 矩阵题型总结和解题方法
矩阵这一章节较为重要,因此题型也较多,下面先按照形式分成几大类,大类中按照知识点的不同再细分为小类。
一,代数运算型
标题看似简单,实则暗藏玄机。单纯的从题目的大致长相上这一类题都很相似(都给出了矩阵的数值),但实际上可以考察很多不同的知识点,欲知后事如何,且看下文:
(一),矩阵的乘法
(这一块不细讲,只是作为简单的分类)作为一个比较基本的运算,其往往是作为一个题目的部分而出现,比如作为利用逆矩阵运算的最后一步,如X=AB-1而且AB均已知。与行列式结合也是一个不错的选择,就像我要考你一个爪型行列式的运算,但是这个行列式,需要用矩阵的乘法算出来。总而言之,还是比较基础的。
(二),矩阵的秩和等价标准型
给出矩阵求矩阵的秩,或者求其等价标准型也是比较基础,主要是考察运算思路,这里稍微介绍一下等价标准型的求法:
首先将矩阵化为阶梯型后,利用行变换从下往上消,直至不能再消去,然后用列变换操作继续消去,最后调整顺序把剩下的数按主对角线排布即可。空口无凭,举例如下:
一看第三行只有一个8,毫不犹豫的直接把2和7抹去。看见两个1在一起,用第一行减去第二行,消去!而后采用列变换,用二三列的1消去前两行剩下所有的数字,最后-8可以直接看成1,调整顺序就得到左上角三个1其余全是0的矩阵。
(三),求逆矩阵
这里的求逆矩阵一般都是AX=B,然后AB已知求X之类的形式,主要有两种两种解法,先说笨的:那就是先求出A-1,然后用A-1乘以B得到X。显然并不容易,两步都很繁琐,如果我们非得在这笨拙的方法中找出一点技巧的话,那就是二阶矩阵的逆矩阵可以直接凭借公式写出,公式如下:
这里不做证明,因为重头戏在后面,第二种简单的方法就是把AB的矩阵写在一起,利用行变换把左侧化成E,右边得到的就是X。符号语言如下图;
我们举个例子具体说明一下: