线性代数 矩阵乘法与可逆矩阵

2017/07/15 linear-algebra

矩阵乘法

计算两个矩阵的乘法有多种方法,我们设有 m x n 矩阵A和 n x p 矩阵B,两矩阵相乘有A·B=C,C是一个m x p矩阵

行列内积

对于C矩阵中的第i行第j列元素,有:

示例:

整列相乘

矩阵A矩阵B相乘,可以用矩阵B的第j个列向量右乘矩阵A得到矩阵C的第j列:

而且:

整行相乘

矩阵A的第i个行向量左乘矩阵B得到的就是矩阵C的第i行:

而且:

列乘以行

还可以用矩阵A的每一列左乘矩阵B的每一行,得到的每一个矩阵相加的和即为矩阵C:

分块相乘

矩阵的乘法方法同样适用于子矩阵,假设 矩阵A由矩阵A1,A2,A3,A4组成,矩阵B由矩阵B1,B2,B3,B4组成

则:

其它矩阵的乘法方式同样适用。

可逆矩阵

可逆矩阵又被称为非奇异矩阵,它可以经过矩阵的初等变换化为单位矩阵

不可逆矩阵又被成为奇异矩阵,它的行列式的值为0,并且通过初等变换可以将它化为零矩阵。 假设A为某矩阵,如果存在非零向量x使得Ax=0,则A为不可逆矩阵

高斯-若尔当消元法

求一个矩阵的逆矩阵,我们可以使用高斯-若尔当消元法: 假设有可逆矩阵A,单位矩阵I则增广矩阵[A|I]可经由行初等变换转换为[I|A^{-1}]

示例:

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