在本章3.3节中,给出的利用伴随矩阵求可逆矩阵的逆矩阵的方法,当遇到较高阶的矩阵求逆矩阵时,该方法计算量太大.下面介绍一种更为简便的方法,即用初等变换求逆矩阵的方法,称为初等变换法.
设n阶矩阵A可逆,则A-1也是可逆的,根据定理2.6的推论4,存在有限个n阶初等矩阵G1,G2,…,Gk,使得
A-1=G1G2…Gk, (2.18)
用A右乘式(2.18)得
A-1A=(G1G2…Gk)A,
即
(G1G2…Gk)A=E. (2.19)
由式(2.18),又有
(G1G2…Gk)E=A-1. (2.20)
比较式(2.19)和式(2.20)可发现左乘初等矩阵G1G2…Gk可以将A转化成E,同时也可以将E转化为A-1.根据定理2.5,上述两式也表明:当用一系列初等行变换将可逆矩阵A化为单位矩阵E时,这同一组初等变换也能将单位矩阵E化为矩阵A-1.于是,可设计如下一种求逆矩阵的方法:
(1)构造一个n×2n的矩阵;
(2)利用初等行变换将中的子块A化为E,同时子块E就化为A-1;
(3)写出A的逆矩阵A-1.(www.daowen.com)
特别要注意,对实施的初等变换仅限于初等行变换.这个方法也可以简单地表示为
同理,也可以设计为仅利用初等列变换求逆矩阵,可以表示为
[例2.24] 利用初等变换法,求矩阵的逆矩阵.
下面介绍利用初等变换法求解矩阵方程.
对于矩阵方程AX=B,若A可逆,则存在有限个n阶初等矩阵G1,G2,…,Gk,使得A-1=G1G2…Gk,故
E=A-1A=(G1G2…Gk)A, (2.21)
又
X=A-1B=(G1G2…Gk)B. (2.22)
比较式(2.21)、式(2.22),可知当用有限个初等行变换将A化为E时,这组初等行变换同时也能将B化为X,即
类似地,对于矩阵方程XA=B,其中A可逆,则X=BA-1,仅用列初等变换的求法可以表示为
[例2.25] 利用初等变换法,求解矩阵方程AX=B,其中
由此知A可逆,且
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。