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高等代数tips

学会动脑子(

行列式

矩阵

矩阵的运算
$$注意(AB)’ = B’A’$$

矩阵可交换的意思是:AB=BA

幂零阵:A^{n} = O

如果一个矩阵是幂0阵,那么可以分解成

$$(I_n - A)(I_n + A + A^2 + \cdots + A^{n - 1}) = I_n$$

方阵的逆阵

对合阵$$\displaystyle A^2 = I_n$$

幂等阵 $$A^2 = A$$

分块矩阵

约定A,B为n阶方阵,那么会有结论:

$$\displaystyle \begin{vmatrix}A & B \ B & A \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} A + B \end{vmatrix} \begin{vmatrix} A - B \end{vmatrix}$$


约定A,B为n阶复方阵,那么会有结论:

$$\begin{vmatrix} A & -B \ B & A \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} A + iB \end{vmatrix} \begin{vmatrix} A - iB \end{vmatrix}$$


约定A,B为n阶方阵且AB=BA,那么会有结论

$$\begin{vmatrix} A & -B \ B & A \end{vmatrix} = \begin{vmatrix} A^2+B^2 \end{vmatrix}$$


设A为n阶方阵,求证:A是反对称阵的充分必要条件是对任意的n维列向量α,有

$$\displaystyle \alpha’A \alpha = 0$$


$$\displaystyle 设A为m\times n矩阵,B为n\times m矩阵,使得I_m+AB可逆,能推出In+BA也可逆$$

$$设A,B均为n阶可逆矩阵,使得A^{-1}+B^{-1}可逆,能推出A+B也可逆,并且(A+B)^{-1}=A^{-1}-A^{-1}(A^{-1}+B^{-1})^{-1}A^{-1}$$


伴随矩阵所有元素之和就是原矩阵所有代数余子式之和


斜Hermite阵:n阶实矩阵A满足A’=-A


矩阵的秩

Sylvenster不等式

设A是m×n矩阵,B是n×t矩阵,有下面的(Sylvenster不等式)不等式成立:

$$r(AB)\geq r(A) + r(B) - n$$

推论:若上条件追加一个AB=O,则

$$r(A)+r(B)\leq n$$

若将上面式子推广到m个n阶矩阵其乘积为0,就会有:

$$r(A_1)+r(A_2)+\cdots+r(A_m)\leq (m - 1)n$$

Frobenius不等式

将Sylvester不等式推广

$$r(ABC)\geq r(AB) + r(BC) - r(B)$$