由于对角矩阵形式简单,运算方便,因而也常将一些特殊的方阵分块成对角矩阵,再进行矩阵的运算.
定义2.15 设A为n阶矩阵,若将A分块后只在对角线上有非零子块,其余子块都为零矩阵,且对角线上的子块都是方阵,即
其中Ai(i=1,2,…,s)分别为ni阶方阵,则称A为分块对角矩阵,也记为A=diag(A1,A2,…,As).
例如,矩阵
其中,这样的分块方法就形成了分块对角矩阵.
分块对角矩阵具有类似于对角矩阵的运算性质.
设A,B为分法相同的同型分块对角矩阵,即
A=diag(A1,A2,…,At),B=diag(B1,B2,…,Bt)
则有如下性质
性质1 A±B=diag(A1±B1,A2±B2,…,At±Bt).
性质2 kA=diag(kA1,kA2,…,kAt),其中k为实数.
性质3 AB=diag(A1B1,A2B2,…,AtBt).
性质4 ,其中k为正整数.
性质5 若Ai(i=1,2,…,t)均可逆,则.
性质6 .
性质7 .(www.daowen.com)
特别地,若
A=diag(a1,a2,…,at),B=diag(b1,b2,…,bt),
其中ai,bi(i=1,2,…,t)为实数,上述性质也成立,即
性质1′ A±B=diag(a1±b1,a2±b2,…,at±bt).
性质2′ kA=diag(ka1,ka2,…,kat),其中k为实数.
性质3′ AB=diag(a1b1,a2b2,…,atbt).
性质4′ ,其中k为正整数.
性质5′ 若ai≠0(i=1,2,…,t),则.
性质6′ AT=A.
性质7′ =a1·a2·…·at.
[例2.22] 设矩阵,求和A-1.
解 将矩阵A分成,,
则
又
所以
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