矩陣通過初等變換化成單位矩陣的技巧是什麼

2022-07-24 07:11:47 字數 2909 閱讀 1464

1樓:

初等行變換一般用來化梯矩陣和行簡化梯矩陣

方法一般是從左到右,

一列一列處理

先把一個比較簡單(或小)的非零數交換到左上角(其實到最後交換也行),用這個數把第1列其餘的數消成零.

處理完第一列後,

第一行與第一列就不要管它了,

再用同樣方法處理第二列(不含第一行的數)

有你認為不好處理的題目拿來問吧

我幫你解析.

滿意請採納^_^

2樓:仁沉勤禾

用初等行變換化行最簡形的技巧

1.一般是從左到右,一列一列處理

2.儘量避免分數的運算

具體操作:

1.看本列中非零行的首非零元

若有數a是其餘數的公因子,

則用這個數把第本列其餘的數消成零.

2.否則,

化出一個公因子例:2

-1-112

11-21

44-62

-2436

-979--a21=1

是第1列中數的公因子,

用它將其餘數化為0

(*)r1-2r2,

r3-4r2,

r4-3r2得0

-33-1-611

-2140

-1010

-6-1203

-34-3--第1列處理完畢

--第2列中非零行的首非零元是:a12=-3,a32=10,a42=3

--沒有公因子,

用r3+3r4w化出一個公因子

--但若你不怕分數運算,

哪就可以這樣:

--r1*(-1/3),r2-r1,r3+10r1,r4-3r1--這樣會很辛苦的

^_^r1+r4,r3+3r4

(**)00

03-91

1-214

0-116

-2103-3

4-3--用a32把第2列中其餘數化成0

--順便把a14(下次要處理第4列)化成1r2+r3,

r4+3r3,

r1*(1/3)00

01-31

0-17-170-1

16-21000

22-66

--用a14=1將第4列其餘數化為0

r2-7r1,

r3-6r1,

r4-22r100

01-31

0-104

0-110

-3000

00--首非零元化為1

r3*(-1),

交換一下行即得10

-1040

1-103

0001

-3000

00注(*):

也可以用a11=2

化a31=4

為0關鍵是要看這樣處理有什麼好處

若能在化a31為0的前提下,

a32化成了1,

那就很美妙了.

注(**):

r1+r4

就是利用了1,4行資料的特點,先處理了a12.

3樓:訾可嘉琴囡

初等矩陣的概念是隨著矩陣初等變換的定義而來的。初等變換有三類:

1、位置變換:矩陣的兩行(列)位置交換;

2、數乘變換:數k乘以矩陣某行(列)的每個元素;

3、消元變換:矩陣的某行(列)元素同乘以數k,然後加到另外一行(列)上。

初等矩陣:由單位矩陣經過一次初等變換後所得的矩陣。

則根據三類初等變換,可以得到三種不同的初等矩陣。

1、交換陣e(i,j):單位矩陣第i行與第j行位置交換而得;

2、數乘陣e(i(k)):數k乘以單位矩陣第i行的每個元素(其實就是主對角線的1變成k);

3、消元陣e(ij(k)):單位矩陣的第i行元素乘以數k,然後加到第j行上。

其上的三種初等矩陣均可看成是單位矩陣的列經過初等變換而得。

初等矩陣的模樣其實我們可以嘗試寫一個3階或者4階的單位矩陣,然後進行初等變換來加深一下印象。

首先:初等矩陣都可逆,其次,初等矩陣的逆矩陣其實是一個同型別的初等矩陣(可看作逆變換)。

最關鍵的問題是:初等矩陣能用來做什麼?

當我們用初等矩陣左乘一個矩陣a的時候,我們發現矩陣a發生變化而成為矩陣b,而這種變化恰好是一個單位矩陣變成該初等矩陣所產生的變化。具體來說:

左乘的情況:

1、e(i,j)a=b,則矩陣a第i行與第j行位置交換而得到矩陣b;

2、e(i(k))a=b,則矩陣a的第i行的元素乘以數k而得到矩陣b;

3、e(ij(k))a=b,則矩陣a的第i行元素乘以數k,然後加到第j行上而得到矩陣b。

結論1:用初等矩陣左乘一個矩陣a,相當於對矩陣a做了一次相應的行的初等變換。

右乘的情況:

4、ae(i,j)=b,則矩陣a第i列與第j列位置交換而得到矩陣b;

5、ae(i(k))=b,則矩陣a的第i列的元素乘以數k而得到矩陣b;

6、ae(ij(k))=b,則矩陣a的第i列元素乘以數k,然後加到第j列上而得到矩陣b。

結論2:用初等矩陣右乘一個矩陣a,相當於對矩陣a做了一次相應的列的初等變換。

請注意並理解結論1和結論2中的「相應」兩字。

初等矩陣為由單位矩陣e經過一次初等變換(三種)而來,我們可以把初等矩陣看成是施加到單位矩陣e上的一個變換。

若某初等矩陣左(右)乘矩陣a,則初等矩陣會將原先施加到單位矩陣e上的變換,按照同種形式施加到矩陣a之上。或者說,我們想對矩陣a做變換,但是不是直接對矩陣a去做處理,而是通過一種間接方式去實現。

就像武林中已經失傳的絕技「隔山打牛」一樣。表演的時候一般是在一塊大石上放一塊豆腐,然後運力一掌擊打在豆腐上,結果豆腐紋絲不動,而下面的大石卻已四分五裂矣。

真有異曲同工之妙啊。

所以我們可以得出這樣一個結論:

對矩陣所做的任何的初等變換,都可以利用矩陣與初等變換的乘積來表示。

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