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在做题的过程中,要积累一些知识含金量高,值得反复体味的题目。比如在《线性代数》中,第一个值得反复体味的题目是:“方阵A的秩与它的伴随矩阵的秩的关系?”
线性问题的完美处理依赖于精妙的线性理论。线性理论的起点就是齐次线性方程组解集构造理论。
“齐次线性方程组 Ax = 0 如果有一个非零的解向量,它就有无穷多个解向量。
一个齐次线性方程组的全体解向量是 n 维向量空间的子集合。 它对于线性运算是封闭的。因而可以获得“向量空间”的称号。叫齐次线性方程组的解空间。
齐次线性方程组Ax = 0解集的秩 = n-r (A)
齐次线性方程组Ax = 0的解集是 n 维向量空间的一个 n-r 维子空间。”
我把 Ax = 0解集的秩 = n-r (A) 称为“核心恒等式”。它惯穿《线性代数》教材始终。能否熟练地运用核心恒等式,是《线性代数》部分是否复习好了的重要标志.
为此目的,我在读本科时曾给自记编了一个题目:
“ 若 AB = E ,则必有 B = A* ∕ |A| ”
分析 由 AB = E 能得到什么信息?
—→ A 与 B 皆满秩
—→ 以 A 为主体说话,A 的行向量组线性无关。B 是 A 的“右逆”
你还能细化思考吗?这才是竞争力优势的体现!!!!!!!!!(这是“构造法”的思路。)
—→ A 的第一行 与 B的第一列α 的内积为1
—→ A 的其它行 与 B的第一列 α 的内积都为 0
这就上了线性理论的高速路。即
—→ B 的第一列是齐次线性方程组 Q x = 0 的解向量。
Q 是 A 划去第一行以后得到的矩阵。它的秩 r(Q)= n -1,齐次线性方程组 Q x = 0的解向量集的秩 = 1
(潜台词:熟练运用核心恒等式,就象闻到了香味流“口水”。)
由行列式展开定理知,|A| 的第 1 行元素的代数余子式组成的向量 ξ ,与其它各行都正交。因而它就是方程组 Q x = 0 的一个非零解向量。可以作其基础解系。(把它转置为列向量,仍记为 ξ )
这样一来,α = c ξ
(潜台词:矩阵Q中保留着计算“|A| 的第1 行元素的代数余子式”所需的全部数据。尽管本题用不着,但应该知道)
但是,由行列式展开定理知,A 的第1行 与 ξ 的内积等于 |A|
而由已知,A的第一行 与 B 的第一列 α = c ξ 的内积为 1
只有 c = 1 / |A| ,即 α = ξ / |A|
下面该你来学着说: —→ A 的第二行 与 B 的第二列的内积为1
—→ A 的其它行 与B 的第二列 的内积都为 0
………………………………………………………………………………
一直说下去。
最后就得到结论 B= A* ∕|A| ,自然就可以核算 BA=E ,右逆也是左逆!!!!
这个题目也是一个知识含金量高,值得反复体味的题目。
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