①、对增广矩阵B进行初等行变换(只能使用初等行变换); ②、齐次解为对应齐次方程组的解; ③、特解:自由变量赋初值后求得;
11. 由n个未知数m个方程的方程组构成n元线性方程:
?a11x1?a12x2???a1nxn?b1????ax?ax???ax?b????2nn2①、?211222;
??????????????am1x1?am2x2???anmxn?bn?a11a12?aa22②、?21?????am1am2?a1n??x1??b1???????a2n??x2??b2???Ax?b(向量方程,A为m?n矩阵,m个方程,n???????????????amn??xm??bm?个未知数)
?x1??b1?????x2?b??an???(全部按列分块,其中???2?); ??????????x?n??bn?③、?a1a2④、a1x1?a2x2???anxn??(线性表出)
⑤、有解的充要条件:r(A)?r(A,?)?n(n为未知数的个数或维数)
4、向量组的线性相关性 1.
m个n维列向量所组成的向量组A:?1,?2,?,?m构成n?m矩阵A?(?1,?2,?,?m);
??1T??T??TTTm个n维行向量所组成的向量组B:?1,?2,?,?m构成m?n矩阵B??2?;
??????T???m?含有有限个向量的有序向量组与矩阵一一对应;
2. ①、向量组的线性相关、无关 ?Ax?0有、无非零解;(齐次线性方程组)
②、向量的线性表出 (线性方程组) ?Ax?b是否有解;③、向量组的相互线性表示 (矩阵方程) ?AX?B是否有解;
3. 矩阵Am?n与Bl?n行向量组等价的充分必要条件是:齐次方程组Ax?0和Bx?0同解; 4. 5.
r(ATA)?r(A);
n维向量线性相关的几何意义: ①、?线性相关 ???0;
②、?,?线性相关 ??,?坐标成比例或共线(平行);
③、?,?,?线性相关 ??,?,?共面;
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6. 线性相关与无关的两套定理:
若?1,?2,?,?s线性相关,则?1,?2,?,?s,?s?1必线性相关;
若?1,?2,?,?s线性无关,则?1,?2,?,?s?1必线性无关;(向量的个数加加减减,二者为对偶) 若r维向量组A的每个向量上添上n?r个分量,构成n维向量组B:
若A线性无关,则B也线性无关;反之若B线性相关,则A也线性相关;(向量组的维数加加减减)
简言之:无关组延长后仍无关,反之,不确定;
7. 向量组A(个数为r)能由向量组B(个数为s)线性表示,且A线性无关,则r?s;
向量组A能由向量组B线性表示,则r?A??r?B?;
向量组A能由向量组B线性表示
?r(A)?r(A,B) ?AX?B有解;
向量组A能由向量组B等价??r(A)?r(B)?r(A,B)
8. 方阵A可逆?存在有限个初等矩阵P1,P2,?,Pl,使A?P1P2?Pl;
①、矩阵行等价:A~B?PA?B(左乘,P可逆)?Ax?0与Bx?0同解 ②、矩阵列等价:A~B?AQ?B(右乘,Q可逆); ③、矩阵等价:A~B?PAQ?B(P、Q可逆); 9. 对于矩阵Am?n与Bl?n:
①、若A与B行等价,则A与B的行秩相等;
②、若A与B行等价,则Ax?0与Bx?0同解,且A与B的任何对应的列向量组具有相同的线性相关性;
③、矩阵的初等变换不改变矩阵的秩; ④、矩阵A的行秩等于列秩; 10. 若Am?sBs?n?Cm?n,则:
①、C的列向量组能由A的列向量组线性表示,B为系数矩阵; ②、C的行向量组能由B的行向量组线性表示,AT为系数矩阵;(转置) 11. 齐次方程组Bx?0的解一定是ABx?0的解;
①、ABx?0 只有零解?Bx?0只有零解; ②、Bx?0 有非零解?ABx?0一定存在非零解;
12. 设向量组Bn?r:b1,b2,?,br可由向量组An?s:a1,a2,?,as线性表示为:
(b1,b2,?,br)?(a1,a2,?,as)K(B?AK)
其中K为s?r,且A线性无关,则B组线性无关?r(K)?r;(B与K的列向量组具有相同线性相关性) 注:当r?s时,K为方阵,可当作定理使用;
13. ①、对矩阵Am?n,存在Qn?m,AQ?Em ?r(A)?m、Q的列向量线性无关;
②、对矩阵Am?n,存在Pn?m,PA?En ?r(A)?n、P的行向量线性无关; 14. ?1,?2,?,?s线性相关
?存在一组不全为0的数k1,k2,?,ks,使得k1?1?k2?2???ks?s?0成立;(定义)
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?x1???x?(?1,?2,?,?s)?2??0有非零解,即Ax?0有非零解;
??????xs??r(?1,?2,?,?s)?s,系数矩阵的秩小于未知数的个数;
15. 设m?n的矩阵A的秩为r,则n元齐次线性方程组Ax?0的解集S的秩为:r?S??n?r; 16. 若?*为Ax?b的一个解,?1,?2,...,?n?r为Ax?0的一个基础解系,则?*,?1,?2,...,?n?r线
性无关; 5、相似矩阵和二次型
1. 正交矩阵?ATA?E或A?1?AT(定义),性质:
①、A的列向量都是单位向量,且两两正交,即aiTaj???1?0i?j(i,j?1,2,?n); i?j②、若A为正交矩阵,则A?1?AT也为正交阵,且A??1; ③、若A、B正交阵,则AB也是正交阵; 注意:求解正交阵,千万不要忘记施密特正交化和单位化; 2. 施密特正交化:(a1,a2,?,ar)
b1?a1;
b2?a2?[b1,a2]?b1 [b1,b1][b1,ar][b,a][b,a]b1?2rb2???r?1rbr?1; [b1,b1][b2,b2][br?1,br?1]
??? br?ar?3. 对于普通方阵,不同特征值对应的特征向量线性无关;
对于实对称阵,不同特征值对应的特征向量正交; 4. ①、A与B等价 ?A经过初等变换得到B;
?PAQ?B,P、Q可逆; ?r(A)?r(B),A、B同型;
②、A与B合同 ?CTAC?B,其中可逆;
?xTAx与xTBx有相同的正、负惯性指数;
③、A与B相似 ?P?1AP?B; 5. 相似一定合同、合同未必相似;
若C为正交矩阵,则CTAC?B?A相似B,(合同、相似的约束条件不同,相似的更严格); 6. A为对称阵,则A为二次型矩阵; 7.
n元二次型xTAx为正定:
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?A的正惯性指数为n;
?A与E合同,即存在可逆矩阵C,使CTAC?E;
?A的所有特征值均为正数; ?A的各阶顺序主子式均大于0;
(必要条件) ?aii,A?0;
第三部分 概率论与数理统计
1. 随机事件及其概率
A????吸收率:A???AA???A A????
A?(AB)?AA?(A?B)?AA?B?AB?A?(AB)
反演律:A?B?AB AB?A?B
?A??A ?A??A
iiiii?1i?1i?1i?1nnnn2.概率的定义及其计算
P(A)?1?P(A)
若A?B ?P(B?A)?P(B)?P(A)
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