矩阵的初等变换在《线性代数》中的应用

时间:2026-01-23

几代

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第2 4卷V0. 4 12

第 7期

四川教育学院学报J URNAL OFS C O I HUAN C L GE OF E OL E DUC I AT ON

20 0 8年 7月J12。 8 u 00.

矩阵的初等变换在《线性代数》中的应用倪臣敏,孙逊32 1) 60 4 (仰恩大学数学系概率统计教研室,福建泉州

要:文章总结了初等变换在求矩阵的秩、向量组的秩、逆矩阵,求解线性方程组和多项式的最大公因式

等方面的应用,并通过实例加以说明,而介绍了广义初等变换的思想方法和应用。进 关键词:初等变换;阵的秩;矩逆矩阵;最大公因式;广义初等变换Ap l a o s o e e t y Tr n f r a i n o a rx i Li e r Al e r p i t n fElm n ar a s o m to fM t i n n a g b a c i

Absr c:T i a e t a t h sp p rs umma ie h p l a o so lme t r r n fr t no ma r n s l i gt e r n famarx o e f e— r st ea p i t n fee na yta so ma i f z ci o t xi ov n h a k o i ti ra s t v c o tt,c a a n n e s t x O y t m fl e re u to s nd s li g t es se o e re u t n d t e g e ts OT l n d v s ro o s ̄c t g i v re m r Fs se o n a q a in,a o v n h y tm fUn a q a o sa h r a e tC l no i io f l i a i i i n l p ln mi l il e a ls u t e o e ti to u e h o g ta d a p i a in o e ea i e lme tr r n f r ai n o y o a s w t x mp e,f rh r r,i n r d c st e t u h n p l to g n r l d ee n a y t so 1 m h c f z a m to . Ke r s:e e n ay ta so ma o y wo d lme tr r n f r t n;r n ti;i v re marx;g e t s c mmo iio;g n r l e l me tr/ n f r i a k o a m rx n e s ti f a

r ae t o n d vs r e ea i d e e n ay ta so - z 'ma i t u o

中图分类号: 5 . 1 01 121引言 .

文献标志码: A

文章编号:0 05 5 (0 8 0 -140 10 -7 7 2 0 )70 0 -4

在线性代数中,阵的初等变换是指以下三种变换类型 J矩:( )交换矩阵的两行 ( ) 1列; ( )以一个非零数 k 2乘矩阵的某一行 ( )列;

( )把矩阵的某一行 ( ) z 3列的倍加于另一行 ( )。列上容易看出,这三种初等变换都不会改变一个方阵 A的行列式的非零性,以如果一个矩阵是方阵,所我们可以通过看初等变换后的矩阵是否可逆,来判断原矩阵是否可逆。当然,这只是矩阵初等变换的一个小小的应用,它在线性代数中的更重要的应用主要体现在以下几点:求矩阵的秩,求向量组的极大无关组、,秩求解线性方程组,求多项式的最大公因式等。 2初等变换在《 . 线性代数》中的应用2 1用初等变换法求矩阵的秩 .将任意—个矩阵经过若干次的初等变换后,化为行(阶梯型矩阵,列)则阶梯型矩阵中,非零的行(数,列)就是原矩阵的秩。—

1

2

[—

2 5

1—2 3 7

2 1,—1 2 、, 1 5 4a

1、,, 12 口一1 2

1 2 0 1

1 2

l00 l—

1 4

7

5

r J oo0 0

l0 lj 0

rl 0 00

0口+ 7 0 0

1

收稿日期:0 80 -6 2 0 -30

作者简介:臣敏( 9 0 )女,东临沂人,士,倪 18一,山硕助教,研究方向:图像处理与分析,图论与组合学,线性代数,率统计的教学研概究等;

孙1 04

逊( 9 l )男, 17一,辽宁省夏县人,师,讲研究方向:线性代数,概率统计,密码学等。

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第2 4卷(总第 13期) 8‘ . .

倪臣敏,孙

逊:矩阵的初等变换在《性代数》线中的应用解

。=一7时,( )= 2 c≠一7时,(=3 rA; t rA) .

方对程组咖±

一 6 . u一 2.= —

2 2求向量组的极大无关组、 .秩

向量组的秩即该向量组极大无关组所含向

量的个数。通常有两种求法,一是添加法,此法主要针对含有参数的一维向5—量组;是初等变换法,而该法的依据是“一个矩阵的秩等于其行向量组的秩,也等于其列向量组的秩,而矩阵的初等行 ( )列 8— 11

一 4 —一一

3,●●●●●●●●●,(●●●●●●●●●、

变换不改变其列 ( )行向量间的线性关系”。

1

5 例 2求下列向量组的一个极大无关组 秩。 8、2— 1=

—9

( _ A 1 b一 _ 3 .施 1 1 1 7一4 3一 一—

(,,,) 2= (,,一13, 11 3 1,一1 1,) 3= (,一2 8 5,,一9, ) 4= (,,, )一13 17,.

、、●●●●

3

1

7

解:

以初 .

;3 1

;7一

(

,

, T 3

,

)=, .. ..一一 1,... . 0/,. 0 ..

2

2

4 0 1 031

1...._,....一,... 0, ..../ . .... 0 . .r 05 7 7 d

0 18.

故,是一个极大无关组,向量组的秩为 2 原 . 57 7

05

2 3求解线性方程组 ..

4 4 8将线性方程组的增广矩阵进行若干次的初等行变换,化为简化的阶梯型矩阵,可很容易的求出该线性方程组解的情即 2 2<J 1

4

况。简化的行阶梯型矩阵是指非零行在矩阵的最下方,阵的各非零行的第一个非零元素都等于 1且各非零行的第一个矩,.

4

4

8

非零元素所在的列中,元素均为零。如:其余.

1

2

0

0

.

4 .7

4

8一

5

O

0

下面看一个例子。.

1.... ,...,,... 0 ....。 .r 0。。 0O 1 一 0 5 .7

+ 5 2一 3一 4 x 4—

0

0

2 2+ i+ 3x= 3 4一 l

例 3求解线性方程组1+8 2一 3+ 4= 1 0 1 0 0

2

0 0

= 7

.

4

0

0

3

等行变换,化为阶梯形矩阵—02

0

1 2

0 0

1 4 0 0

、、,●●,,●●, -、、

r

因为 r A b r A) ( )= (=2<故方程有无穷多解 …… 此处隐藏:2820字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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