可逆矩陣的特徵

2021-09-19 14:01:47 字數 634 閱讀 5417

定理 7

n*n矩陣a是可逆的,當且僅當a行等價於i,這是,把a變成i的一系列初等行變換同時把i變成a-1

定理8設a是nn的矩陣,則下列命題是等價的,即對某一特定的a,他們同時為真或假

a a是可逆矩陣

b a等價於nn單位矩陣

c a有n個主元位置

d 方程ax=0僅有平凡解

e a的各列線性無關

f 線性變化x->ax是一對一的

g 對rn中任意b,方程ax=b至少有乙個解

h a的各列生成rn

i 線性變換x->ax 把rn映上到rn上

j 存在nn矩陣c使ca=in

k 存在nn矩陣d使ad=in

l at是可逆矩陣

這裡,如果a成立,那麼c必然成立,因為aa-1 = i,如果a沒有n個主元,那麼必然存在行全為0的情況,自然aa-1=i,就不成立了。

c成立,d必然成立。d成立,則e必然成立,因為線性無關就是ax=0只有平凡解。而d成立,根據定理,f也必然成立。f成立,則h成立。而g,h,i其實是等價的。因此g,h,i都成立。

而a成立,可以證明j成立,因為a成立,令c=a-1,所以ca=in

同理可以證明k成立。

l-則有定理:若a可逆,則at也可逆來證明成立。

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