1。2 国内外研究现状与发展趋势
二、矩阵的基础概念及运算法则
2。1 矩阵的基础概念
矩阵的定义:由m×n个元素有序地排成m行n列的表,并用括号将其括起来,我们称之为m行n列的矩阵,一般简称为m×n矩阵,并记作:
矩阵中一共有m×n个数,每个数都称为矩阵A的元素,简称为元。每个位于矩阵A的第i行第j列的数,我们称之为矩阵A的(i,j)元,而这个m×n矩阵A也记作。
因为有了矩阵的定义,我们可以将线性方程组的写法进行一个化简:
通过矩阵的方法,我们可以将其化简为:
其中,并且我们一般称A为系数矩阵:
称(A,b)为增广矩阵:
注:增广矩阵是在解线性方程组的时候,针对系数矩阵而变形的一个矩阵,其并不是单纯地在右边添加一列数字,而是在原矩阵的右端增加多一个相等行数的矩阵,而线性方程组对应的这个矩阵的列数刚好是1。
以下给出一些关于特殊矩阵的基本介绍:
(1)单位矩阵:
(1)零矩阵:(注意:行列数不同的零矩阵是不同的)。
(2)方阵:, m=n。
2。2 矩阵的运算法则
矩阵运算在科学计算中非常重要,而矩阵的基本运算与一般的线性运算大致相同,如矩阵的加、减法和数乘等;但有一些却又略有不同,具有矩阵自身的特征,如乘法、转置和共轭等。接下来我们进行详细说明:
(1)加、减法
定义:矩阵的加减法一般是指两个矩阵之间相应位置的数字进行加减运算,经过运算后得出一个新的矩阵。
矩阵的加、减法运算有以下的规律(A,B,C都是行、列数相等的矩阵):
注意:只有行列数相等的矩阵才可以进行加、减法。
举例:
(2)数乘
定义:即为一个常数与一个矩阵相乘。
举例:
矩阵的数乘运算有以下的规律(设α、β为两个任意常数,A为任意矩阵):
注意:矩阵的线性运算由加、减法和数乘两个部分组成。
(3)乘法
矩阵乘法的定义是非常严谨的:相乘的两个矩阵的行列数必须相对应,即第一个矩阵的列数必须等同于另一个矩阵的行数。比如A矩阵的行列数分别是m和n;B矩阵行列数分别是n和p,若A和B相乘,则得出一个新的矩阵C,C就是一个m×p矩阵,即,它的一个元素:论文网
并将此乘积记为:
举例:
矩阵的乘法满足以下运算律:
结合律:
左分配律:
右分配律:
注意:矩阵乘法不满足交换律。
(4)转置
定义:把矩阵A的行列进行位置互换,即行换成列,列换成行,然后得出一个新的矩阵,这个新的矩阵就称为A的转置矩阵。通常这一过程被称之为矩阵的转置。举例:矩阵的转置运算有以下的规律(设λ为任意常数,B、C为任意矩阵):
(5)共轭定义:举例:,则。
(6)矩阵的逆
定义:假如有两个等阶方阵A和B,它们之间有如下关系:
(其中E为单位矩阵)
那么方阵A被我们称作是可逆或者非奇异的,B被称作是A的一个逆矩阵。并且不可逆的矩阵被我们称作为奇异矩阵。A的逆矩阵记作。 矩阵在经济领域中的应用(2):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_94951.html