儘管矩陣乘法不滿足交換律。但是,矩陣乘法在多方面的成功應用,令人感到很愜意。
1.若A,B都是n階方陣,則|AB|=|A||B|。
我們知道,|A+B|難解。相比之下,乘積算法複雜得多,而積矩陣行列式公式卻如此簡明,自然顯示了矩陣乘法之成功。
特別地,如果AB=BA=E,則稱B是A的逆陣;或說A與B互逆。
A*是A的代數餘子式按行順序轉置排列成的。之所以這樣做,就是恰好有(基本恆等式)AA*=A*A=|A|E,順便有|A|≠0時,|AA*|=||A|E|,故|A*|=|A|的n-1次方。
2.對矩陣實施三類初等變換,可以通過三類初等陣分別與矩陣相乘來實現。「左乘行變,右乘列變。」給理論討論及應用計算機帶來很大的方便。
3.分塊矩陣乘法,形式多樣,內函豐富。
要分塊矩陣乘法可行,必須要在「宏觀」與「微觀」兩方面都確保可乘。
AB=A(b1,b2,――,bs)=(Ab1,Ab2,――,Abs)
宏觀可乘:把各分塊看成一個元素,滿足階數規則(1×1)(1×s)=(1×s).
微觀可乘:相乘的子塊都滿足階數規則。(m×n)(n×1)=(m×1),具體如,Ab1是一個列向量
AB=0的基本推理
AB=0,即(Ab1,Ab2,――,Abs)=(0,0,――,0)
→B的每一個列向量都是方程組Ax=0的解。
→B的列向量組可以被方程組Ax=0的基礎解系線性表示。
→r(B)≤方程組Ax=0的解集的秩=n-r(A)→r(B)+r(A)≤n.
例:已知(n維)列向量組a1,a2,――,ak線性無關,A是m×n階矩陣,且秩r(A)=n,試證明,Aa1,Aa2,――,Aak線性無關
分析設有一組數c1,c2,――,ck,使得c1Aa1+c2Aa2+――+ckAak=0.
即A(c1a1+c2a2+――+ckak)=0.
這說明c1a1+c2a2+――+ckak是方程組Ax=0的解。
但是,方程組Ax=0的解集的秩=n-r(A)=0,方程組Ax=0僅有0解。
故c1a1+c2a2+――+ckak=0由已知線性無關性得常數皆為0。
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