線性代數是考研數學必考的小學科,所佔分值為34分左右。矩陣是該門學科的研究對象,地位相當於高數中的函數,後續研究工作都是圍繞矩陣展開的,因此,我們不僅需要掌握矩陣最基本的運算,還需掌握矩陣的初等變換以及初等矩陣的相關知識點。該考點本身很重要,此外,又延伸出若干性質亦是高頻考點,考生務必掌握:
初等變換:初等變換分為初等行變換與初等列變換兩大類,其中初等行變換又分為以下三種類型:
(1)交換矩陣的任意兩行;
(2)矩陣的某行乘以非零k倍;
(3)矩陣的某行乘以k倍加到另外一行。
矩陣的初等列變換三種類型同上,本文就不一一贅述。
註:矩陣進行初等變換後為一個新的矩陣,切記不是等號,因此,變換後的兩矩陣需要用」→「連接,例如,A
→B。
高頻考點:
(1)矩陣進行初等變換後不改變矩陣的秩。
(2)計算線性方程組需要對矩陣進行初等行變換。註:矩陣固然存在初等列變換,但是,在高斯消元法的過程當中,我們僅僅可以用初等行變換,否則,所計算方程組與原式不是同解方程組。
(3)求三階以上的數值型矩陣的逆矩陣時,亦需要用到矩陣的初等行變換這一工具(僅為初等行變換)。
(4)求向量組的極大線性無關組時,需要對該向量組成的矩陣進行初等行變換(僅為初等行變換)。
初等矩陣:單位矩陣經過一次初等變換得到的矩陣叫做初等矩陣。
高頻考點:
(1)初等矩陣是可逆的,因此,一系列的初等矩陣也是可逆的,故一個矩陣可逆若且唯若該矩陣可以寫成若干個初等矩陣的乘積。乘以可逆矩陣不改變矩陣的秩。
(2)左行右列法則:矩陣左乘以初等矩陣就等於對矩陣進行一次初等行變換,矩陣右乘初等矩陣,就等於對該矩陣進行一次初等列變換,該定理簡化了用矩陣乘法定義運算的過程。然而左行右列的定理為進行一次初等變換,相對簡單,接下來,我們對該定理進行推廣,若矩陣左乘可逆矩陣,就等於對該矩陣進行若干次初等行變換,同理,若矩陣右乘可逆矩陣,那麼就相當於對該矩陣進行若干次的初等列變換。
由於篇幅有限,不能對該考點進行較為細緻的闡述,因此,課下還需同學們花時間大量做真題,熟知該考點的考題模式,爭取拿到理想的成績!