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日志

有意思(18)左逆,右逆,正交阵

热度 17已有 2074 次阅读2011-5-18 21:31 |个人分类:学习经验

         矩阵集合上定义了乘法。以向量内积为基础的矩阵乘法非常成功。但它是不可交换的。即,通常有    AB BA,那怕在 n 阶方阵子集中也这样。

         矩阵的乘法有“单位元”En阶方阵)。即在可乘的条件下,AE = A BE = BE 在乘法中的作用,就象数 1 那样。

n 阶方阵A 满秩,它就应该有逆元。即“右逆”AB = E  或“左逆”CA = E

         由于矩阵乘法不可易,按理“右逆”与“左逆”可能不同。但是《线性代数》中,满秩方阵 A 的逆阵 B 的定义就是

                      AB = BA = E

        之所以有这个特殊性,原因在于A 有伴随阵 A*

         基本恒等式       A*A  =  A A* =|A| E

         在A满秩时,它告诉我们,A* /|A| ,既是A的“右逆”,又是A的“左逆”。且按照矩阵相等的定义,满秩方阵 A 的逆阵唯一。

        有趣的是,如果n 阶方阵A的“列向量组”是标准正交组(单位正交组),则A′A = E

         你只能先说 A′ A的“左逆”。 A′ 的行,就是A的列。左行右列作内积,恰好用上已知条件。但是,逆阵唯一,“左逆”就是“右逆”。A A′ = E

          这样一来,A的行向量组必定也是标准正交组。

         同样,如果 n 阶方阵A的“行向量组”是标准正交组,那它的列向量组必定也是标准正交组。

         实际上,很简单,A A′ = E,则 |A|=±1

         满秩方阵A的的逆阵唯一,A′ = ±A*

         只有两类正交阵 —— 要么 A 的每一元就等于自己的代数余子式,要么 A 的每一元等于自己的代数余子式的相反数。

         另有一个应用逆阵唯一性的好例。

         例   A B都是 n 阶方阵,且 AB =A−B,试证明,A+E 可逆,且 AB = BA

        分析  要先生成 A+ E ,只有在  AB =A−B   上想办法。

                     AB+B = A+E−E  E =A+E)(E−B

        这表明   A+ E 可逆, 且它的(右逆)为 E−B

        如何证第二问?好象没条件了。如果你能想到,右逆就是左逆。那就动笔试乘一下

                   (E−B)(A+E= E =A+E)(E−B)    整理后恰好有   AB = BA

        真妙啊,研考题会不会这样做文章呢?!


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 yamaidi 2011-8-1 23:00
似乎例子有点少啊

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