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如何證明可逆矩陣

生活 更新时间:2025-02-19 08:40:33

矩陣可逆的定義:令A是數域F上的一個n階矩陣,若存在F上n階矩陣B,使得

AB=E(E為n階單位矩陣)

則A為可逆矩陣,并且将A的可逆矩陣

記作A⁻¹,稱A⁻¹為A的逆矩陣。

如何證明可逆矩陣(高等代數矩陣可逆矩陣的定義及其相關性質的證明)1

可逆矩陣的性質1

可逆矩陣A的逆矩陣A⁻¹的逆矩陣為A

即(A⁻¹)⁻¹=A

證明:如果矩陣A為A⁻¹的逆矩陣,那麼

根據矩陣可逆的定義,我們可以得到下面這個式子

A⁻¹A=E

所以,A為A⁻¹的逆矩陣。

可逆矩陣的性質2

如果矩陣A可逆,那麼(kA)⁻¹=A⁻¹/k

證明:因為矩陣A可逆,所以AA⁻¹=E

所以,(A⁻¹/k)(kA)=[(A⁻¹/k)k]A

=A⁻¹A=E

所以,(kA)⁻¹=A⁻¹/k

可逆矩陣的性質3

如果矩陣A和B都是可逆矩陣,那麼

(AB)⁻¹=B⁻¹A⁻¹

證明:根據可逆矩陣的定義

(AB)B⁻¹A⁻¹=A(BB⁻¹)A⁻¹

=AEA⁻¹

=AA⁻¹=E

所以,這個等式成立。

可逆矩陣的性質4

如果矩陣A可逆,那麼(Aᵀ)⁻¹=(A⁻¹)ᵀ

證明:根據可逆矩陣的定義

Aᵀ(A⁻¹)ᵀ=(A⁻¹A)ᵀ=Eᵀ=E

所以,這個等式成立。

可逆矩陣的性質5

如果矩陣A可逆,那麼(Aᵏ)⁻¹=(A⁻¹)ᵏ

證明:根據矩陣可逆的定義

Aᵏ(A⁻¹)ᵏ=(AA⁻¹)ᵏ=Eᵏ=E

所以,這個等式成立。

矩陣可逆的性質6

如果矩陣A是可逆矩陣,那麼|A⁻¹|=|A|⁻¹

證明:因為A為可逆矩陣,所以

AA⁻¹=E

從而,|AA⁻¹|=|A||A⁻¹|=|E|=1

進而,|A⁻¹|=1/|A|

即 A⁻¹|=|A|⁻¹

,

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