A是n阶非零实矩阵,且A*=AT.证明:A是可逆矩阵。

朝朝盈2023-05-09  25

证明过程如下:

A=AT

AA=AAT

而AA=|A|E

AAT=|A|E

然后用反证法,假设A不可逆,即|A|=0

则AAT=0E=O

根据一个矩阵乘以其转置矩阵为零矩阵时,这个矩阵必为零矩阵。

于是A=O,这与题设矛盾,所以假设不成立。

所以A是可逆阵。

扩展资料:

可逆矩阵性质:

下面是充分必要条件:

1行列式不等于零

2等价标准形是单位矩阵

3以表示成初等矩阵的乘积

4AX=0只有零解

5行(列)向量组线性无关

6行(列)向量组构成R^n的基

7特征值都不为0

矩阵A为n阶方阵,若存在n阶矩阵B,使得矩阵A、B的乘积为单位阵,则称A为可逆阵,B为A的逆矩阵。若方阵的逆阵存在,则称为可逆矩阵或非奇异矩阵,且其逆矩阵唯一。

可逆矩阵的计算公式:

A^(-1)=(︱A︱)^(-1) A﹡(方阵A的行列式的倒数乘以A的伴随矩阵)。

这个公式在矩阵A的阶数很低的时候(比如不超过4阶)效率还是比较高的,但是对于阶数非常高的矩阵,通常我们通过对2nn阶矩阵[A In]进行行初等变换,变换成矩阵[In B],于是B就是A的逆矩阵。

参考资料来源:百度百科-可逆矩阵

逆矩阵的性质:

1、可逆矩阵是方阵。

2、矩阵A是可逆的,其逆矩阵是唯一的。

3、A的逆矩阵的逆矩阵还是A。

4、如果矩阵A可逆,则A的转置矩阵AT也可逆,且(AT)–1=(A–1)T。

5、矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。

6、两个可逆矩阵的乘积依然可逆。

定理

(1)逆矩阵的唯一性。若矩阵A是可逆的,则A的逆矩阵是唯一的,并记作A的逆矩阵为A-1。

(2)n阶方阵A可逆的充分必要条件是r(A)=m。对n阶方阵A,若r(A)=n,则称A为满秩矩阵或非奇异矩阵。

证明矩阵可逆的方法如下

1、矩阵的秩小于n,那么这个矩阵不可逆,反之可逆;

2、矩阵行列式的值为0,那么这个矩阵不可逆,反之可逆;

3、对于齐次线性方程AX=0,若方程只有零解,那么这个矩阵可逆,反之若有无穷解则矩阵不可逆;

4、对于非齐次线性方程AX=b,若方程只有特解,那么这个矩阵可逆,反之若有无穷解则矩阵不可逆。

一、逆矩阵

设A是数域上的一个n阶方阵,若在相同数域上存在另一个n阶矩阵B,使得: AB=BA=E。 则我们称B是A的逆矩阵,而A则被称为可逆矩阵。

注:E为单位矩阵。

二、定义

一个n阶方阵A称为可逆的,或非奇异的,如果存在一个n阶方阵B,使得AB=BA=E

并称B是A的一个逆矩阵。不可逆的矩阵称为非奇异矩阵。A的逆矩阵记作A-1。

三、性质

1、可逆矩阵一定是方阵。

2、(唯一性)如果矩阵A是可逆的,其逆矩阵是唯一的。

3、A的逆矩阵的逆矩阵还是A。记作(A-1)-1=A。

4、可逆矩阵A的转置矩阵AT也可逆,并且(AT)-1=(A-1)T (转置的逆等于逆的转置)

5、若矩阵A可逆,则矩阵A满足消去律。即AB=O(或BA=O),则B=O,AB=AC(或BA=CA),则B=C。

6、两个可逆矩阵的乘积依然可逆。

7、矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。

4、证明

1、逆矩阵是对方阵定义的,因此逆矩阵一定是方阵。

设B与C都为A的逆矩阵,则有B=C。

2、假设B和C均是A的逆矩阵,B=BI=B(AC)=(BA)C=IC=IC,因此某矩阵的任意两个逆矩阵相等。

3、由逆矩阵的唯一性,A-1的逆矩阵可写作(A-1)-1和A,因此相等。

4、矩阵A可逆,有AA-1=I 。(A-1) TAT=(AA-1)T=IT=I ,AT(A-1)T=(A-1A)T=IT=I

5、由可逆矩阵的定义可知,AT可逆,其逆矩阵为(A-1)T。而(AT)-1也是AT的逆矩阵,由逆矩阵的唯一性,因此(AT)-1=(A-1)T。

1)在AB=O两端同时左乘A-1(BA=O同理可证),得A-1(AB)=A-1O=O

而B=IB=(AA-1)B=A-1(AB),故B=O

2)由AB=AC(BA=CA同理可证),AB-AC=A(B-C)=O,等式两边同左乘A-1,因A可逆AA-1=I 。

得B-C=O,即B=C。

正定矩阵可逆。

因为正定的充分必要条件是其顺序主子式全大于0,若矩阵A正定,则必有

|A|(矩阵A的行列式)>0,所以矩阵A可逆。

设M是n阶方阵,如果对任何非零向量z,都有zTMz>

0,其中zT 表示z的转置,就称M为正定矩阵。例如:B为n阶矩阵,E为单位矩阵,a为正实数。在a充分大时,aE+B为正定矩阵。(B必须为对称阵)。

或者一个n阶的实对称矩阵M是正定的的条件是当且仅当对于所有的非零实系数向量z,都有zTMz>

0。其中zT表示z的转置。

扩展资料:

正定矩阵有以下性质 :

(1)正定矩阵的行列式恒为正;

(2)实对称矩阵A正定当且仅当A与单位矩阵合同;

(3)若A是正定矩阵,则A的逆矩阵也是正定矩阵;

(4)两个正定矩阵的和是正定矩阵;

(5)正实数与正定矩阵的乘积是正定矩阵。

B(AB)^-1 = A^-1 B^-1 B

=> (AB)^-1 = A^-1 B^-1

这一步是不成立的,你的依据是什么?

B(AB)^-1 = BB^-1 A^-1

=> (AB)^-1 = B^-1 A^-1

上面这个是两边同乘以 B^-1得到的

不是方阵的矩阵没有逆矩阵,因为可逆矩阵一定是方阵。

一个n阶方阵A称为可逆的,或非奇异的,如果存在一个n阶方阵B,使得AB=BA=E,则称B是A的一个逆矩阵。A的逆矩阵记作A-1。

可逆矩阵的性质:

1、可逆矩阵一定是方阵,逆矩阵是对方阵定义的,因此逆矩阵一定是方阵。

2、如果矩阵A是可逆的,其逆矩阵是唯一的,即:设B与C都为A的逆矩阵,则有B=C。

3、A的逆矩阵的逆矩阵还是A。记作(A^-1)^-1=A。

相关定理:

1、可逆矩阵A的转置矩阵AT也可逆,并且(A^T)-1=(A-1)^T (转置的逆等于逆的转置)

2、若矩阵A可逆,则矩阵A满足消去律。即AB=O(或BA=O),则B=O,AB=AC(或BA=CA),则B=C。

3、两个可逆矩阵的乘积依然可逆。

4、矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。

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