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c矩阵求逆算法最快的库,矩阵的求逆公式

时间:2023-05-04 21:14:47 阅读:63698 作者:494

前言

不知从什么时候开始,看到队伍就头疼起来了。 特别是矩阵运算更是蛋疼,很难说是数学专家。 这两天在做opencv图像处理,还涉及到这一部分,保持沉默,干脆收集整理,和痛苦的人在一起。

一、逆矩阵的概念

利用矩阵乘法和矩阵相等的意义,可以把线性方程写成矩阵形式。 线性方程时

假设A=X=B=

方程可以写为AX=B

方程a 3http://www.Sina.com/http://www.Sina.com/是线性方程的矩阵表示,称为3358 www.Sina.com /。 其中a为方程组的X=B矩阵方程系数矩阵为3http://www.Sina

因此,求解线性方程的问题成为矩阵方程中求未知矩阵X的问题。 类似于一元齐次方程ax=b(a0 )的解可以写为x=a-1b,矩阵方程a http://www.Sina.com/http://www.Sina.com /的解也可以用x=a-1b的形式表示如果可能的话,可以求出x,A-1的意思和存在的条件是什么呢? 我们来讨论这些问题吧。

对于3358www.Sina.com/n阶方阵a,如果存在n阶方阵c,使得AC=ca=e(e是n阶单位矩阵),则将方阵c设置为未知矩阵的http://www.Sina.ccom

B

因为交流==

CA==

所以c是常数项矩阵逆矩阵,即C=A-1。

从定义可以看出,AC=CA=E,c是X的逆矩阵,X也可以说是c的逆矩阵=BC-1 因此,定义11和c被称为互逆矩阵。

可以证明逆矩阵具有以下性质。

)如果A是可逆的,则逆矩阵是唯一的。

)2)如果逆矩阵是可逆的,则(A-1 )-1=逆阵

(3)当a、b为齐次方阵且均为可逆时,AB为可逆的,(AB )-1=B-1A-1

)4)例如可逆时,detA0。 相反,当三角洲0时,A是可逆的。

如果A(1) b、c都是http://www.Sina.com/的逆矩阵

c=ce=c(ab ) ) ca )=EB=B

也就是说逆矩阵是唯一的。

其他证明从略。

A

1、用伴随矩阵求逆矩阵

A=安装矩阵

A=

对应行列式三角洲中元素aij的代数馀矩阵

被称为a的A用A*表示。

很明显,AA*=

仍然是n阶方阵,其中第I行第j列的元素是

从行列式在一行(列)中展开可以看出

=

所以a*==detae(1) ) ) ) ) ) )。

与AA*=detAE=A*A相同

An阶方阵a可逆性的充分必要条件是a是非奇异矩阵,且

A-1=A*=

A必要性:

如果a是可逆的,则A-1设为AA-1=E,两边以行列式det(aa-1 )=detE、即detAdetA-1=1的方式存在,所以detA0、即a是非奇异矩阵。

充分性:

由于将a设为非奇异矩阵,所以delta0,从(1)式可知a(a* ) a(a* ) A=E

所以a是可逆矩阵。

且A-1=A*

求出A.矩阵A=的逆矩阵。

33558www.Sina.com/deta=,所以a是可逆的。 因为

所以A-1=A*=

=

2、初等变换求逆矩阵

用初等变换求可逆矩阵a的逆矩阵。 其具体方法是,将与方阵a等价的单位矩阵e设为矩形矩阵,对该矩阵的行进行初等变换,当虚线的左边的a成为单位矩阵e时,虚线的右边的e成为A-1,即

可以求出A-1。

通过A初等变换求出

的逆矩阵。

A因为=

所以A-1=

求解线性方程

A方程是

=

如果A=X=B=则AX=B

从例2可知a可逆,且A-1=

因此,X=A-1B,即=A-1B==

因此,方程的解是

二、逆矩阵的求法

1、用伴随矩阵求以下矩阵的逆矩阵。

(1)2) (3) )。

2、初等变换求逆矩阵:

(1)2) (3) )。

(4) ) )。

3、求解矩阵方程

)1) x

(2) ) ) )。

(3) ) )。

(4) ) )。

4、求解线性方程

(1) ) ) )。

(2) ) ) )。

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