📜  可逆矩阵

📅  最后修改于: 2021-06-24 21:12:17             🧑  作者: Mango

矩阵以矩形阵列的形式表示元素。矩阵由行和列组成。水平线称为行,垂直线称为列。矩阵的顺序定义为行数×列数。如果矩阵中的行数为“ m”且列数为“ n”,则矩阵的顺序表示为“ m×n”。

矩阵的逆

假设“ A”是一个正方形矩阵,那么现在,如果“ A”矩阵存在相同维数的另一个矩阵“ B”,则该A矩阵只有在一个条件下才是可逆的,从而AB = BA = I n ,其中I n是已知的作为相同阶的单位矩阵和矩阵“ B”被称为矩阵“ A”的逆。矩阵的逆可以表示为A -1 。也称为非奇异矩阵或非简并矩阵。

例如:

注意:方矩阵A拥有逆矩阵的必要和充分条件是矩阵不应该是奇异的。如果矩阵的行列式为零,即| A |,则称该矩阵为奇异矩阵=0。所以| A |对于可逆矩阵A≠0。

可逆矩阵的应用:

可逆矩阵的应用是:

  1. 最小二乘或回归
  2. 模拟
  3. MIMO无线通讯

矩阵求逆方法:

使用以下方法,您可以找到另一个矩阵,例如“ B”矩阵,它是矩阵“ A”的逆矩阵:

  1. 高斯消除
  2. 牛顿法
  3. Cayley-Hamilton方法
  4. 本征分解法

示例:检查矩阵A = \begin{bmatrix} 0 &1  &2 \\ 1&2  &3 \\ 3& 1 & 1 \end{bmatrix}是可逆的还是不可逆的。如果A是可逆的,则检查矩阵B是否= \frac{-1}{2}\begin{bmatrix} -1 &1  &-1 \\ 8&-6  &2 \\ -5& 3 & -1 \end{bmatrix}是否为矩阵A的逆。

解决方案:

可逆矩阵定理

定理1:每个可逆矩阵都具有唯一的逆。

证明:

例子:

定理2:如果A,B是两个n行非奇异矩阵,则AB也是非奇异的(AB) -1 = B -1 A -1

证明:

例子:

方阵逆矩阵的性质

1.(A -1 ) -1 = A

证明:

例子:

2. (A 1 A 2 A 3 ………..A n ) -1 = A n -1 A n-1 -1 ……….A 2 -1 A 1 -1

您还可以编写它:

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

(ABC) -1 = A -1 B -1 C -1

证明:

例子:

3. AA -1 = A -1 A = I n

证明:

例子:

更多属性:

  • (A T ) -1 =(A -1 ) T
  • (kA) -1 =(1 / k)A -1
  • AB = I n ,其中A和B彼此相反。
  • 如果A是其中n> 0的方阵,则(A -1 ) n = A -n