在考研數學的各個卷種中,線性代數占22%,約34分,每年的考題里,線性代數穩定的考查2道選擇題、1道填空題和2道解答題。以下是中公考研數學輔導老師就線性代數的單位矩陣進行解析。
l 矩陣的定義
對于任意一個線性方程組(有N個未知數,M個方程,N>m)用一個表將其表式出來,例如:〔1234〕.
l 單位矩陣的定義
在矩陣的乘法中,有一種矩陣起著特殊的作用,如同數的乘法中的1,我們稱為單位矩陣,它是一個方陣除左上角到右下角的對角的元素均為1以外其余元素均為0.
l 單位矩陣的性質
單位矩陣不可能是實數它與任何矩陣A乘積等于矩陣A,這是有矩陣相乘得來的,而不是因為把單位矩陣當作1。
l 單位矩陣的應用與作用
1. 單位矩陣與秩的關系
秩的定義:一個矩陣中不等于零的子式的最大階數。
例1
這個子式不等于0,且矩陣(3)中不含階數大于r的子式,有秩的定義可知r是(3)的秩。同時我們可以得出以下結論:
、寰仃嚨闹扰c單位矩陣在某種意義上是等價的
、嬉缶仃嚨闹瓤梢酝ㄟ^求單位矩陣得出
2.單位矩陣與解的關系
由上述(1)方程可得其增廣矩陣為:
1 0 ……0 C1,r+1……C1n d1
0 1 ……0 C2,r+1……C2n d2
0 0 ……1 Cr,r+1……Crn dr
0 0 ……0 0 ……0 dr+1
0 0 ……0 0 ……0 dm
上述矩陣中若系數矩陣的秩與增廣矩陣的秩相同,則此方程有解,否則無解。這是通過單位矩陣來判斷的。
3.單位矩陣的運算以及其逆運算
1.單位矩陣用In表示對于任意一個矩陣Anp , Amn有
In Anp= Anp AmnIn= Amn
2.逆矩陣的定義
令A是數域F上一個N階矩陣,若是存在F上N階矩陣B,使得
AB=BA=I
那么A就叫一個可逆矩陣,B就是A 的逆矩陣。因此要求A的逆矩陣B,只需求出A→I,就有I→B。從而的出B。
可知單位矩陣是求逆矩陣的橋梁
4.通過單位矩陣來判斷向量空間的維數
可知單位矩陣秩為2,維數為2.
2016年考研復習已經開始了,希望考生能夠好好利用,做好規劃。