概念
(1)交换矩阵中某两行(列)的位置1;
(2)用一个非零常数乘以矩阵的某一行;
(3)将矩阵的某一行(列)乘以常数k后加到另一行上去。
三类初等矩阵都是可逆矩阵,即异阵。
三类初等矩阵的值是:
(1):-1
(2):k
(3):1
性质
1、单位矩阵第i,j两行互换得到的方阵为
,将矩阵的第i,j两行互换所得矩阵,即有。说明:任意矩阵
的交换i,j行(列),取决于是左乘,还是右乘,即:是交换行i,j变换,是交换列i,j变换。2、单位矩阵第i行乘以常数k得到初等方阵
,将矩阵的第i行乘以k得到矩阵,即有。说明:任意矩阵
的行(列)乘以常数k,取决于是左乘,还是右乘,即:是矩阵行乘以常数k变换,是矩阵列乘以常数k变换。3、将单位矩阵的第i行的k倍加到第j行得到初等方阵
,矩阵的第i行的k倍加到第j行得到矩阵,即有;将单位矩阵的第j列的k倍加到第i列得到初等方阵,矩阵的第j列的k倍加到第i列得到矩阵,即有。说明:任意矩阵
与初等矩阵相乘,表示对A进行初等变换,但对A进行的是行初等变换还是列变换,取决于初等矩阵是左乘,还是右乘,即:是行初等变换,此时的变换表示将的第j行的k倍加到第i行(顺序从前向后);是列初等变换,此时的变换表示将的第j列的k倍加到第i列(顺序从后向前)。应用
(1)在解线性方程组中的应用
初等行变换不影响线性方程组的解,也可用于高斯消元法,用于逐渐将系数矩阵化为标准形。初等行变换不改变矩阵的核(故不改变解集),但改变了矩阵的像。反过来,初等列变换没有改变像却改变了核。
(2)用于求解一个矩阵的逆矩阵
有的时候,当矩阵的阶数比较高的时候,使用其行列式的值和伴随矩阵求解其逆矩阵会产生较大的计算量。这时,通常使用将原矩阵和相同行数(也等于列数)的单位矩阵并排,再使用初等变换的方法将这个并排矩阵的左边化为单位矩阵,这时,右边的矩阵即为原矩阵的逆矩阵。