线性代数 -- 逆矩阵

矩阵的逆运算

1. 逆矩阵的定义:

A的 逆(矩阵)是 A-1,仅当:

A × A-1 = A-1 × A = I

但有些矩阵是没有逆矩阵的;没有逆矩阵的叫做奇异矩阵或者退化矩阵。

2. 如何求解逆矩阵

2x2 矩阵的逆是:
$$ \left[ \begin{matrix} a & b \\ c & d \end{matrix} \right] ^1 $$ = 1/ad-bc * $$ \left[ \begin{matrix} d & -b \\ -c & a \end{matrix} \right] $$

换句话说:调换 a 和 d 的位置,把 负号放在 b 和 c 前面,然后全部除以矩阵的 [行列式](ad-bc)。
怎样知道答案是对的?我们上面说过: A × A-1 = I.

3. 我们为什么需要逆矩阵?

因为我们不除矩阵!在矩阵世界里是没有除的概念的。

  但我们可以乘以逆矩阵,这和除是相同的。

假设我们不能除以数字。。。。。。
。。。。。。那我我们怎样"把10个苹果分给2个人"呢?

我们可以用 2 的 倒数(等于 0.5):

      10 × 0.5 = 5

每人得到 5 个苹果。

矩阵也可以做同样的:

  假设我们知道矩阵 A 和 B,而需要求矩阵 X:

      XA = B

如果可以每边除以 A (来得到 X=B/A)就最好了,但 我们不能除矩阵。

  可是,把每边乘以 A-1 呢?

      XAA-1 = BA-1

我们知道 AA-1 = I,所以:

      XI = BA-1

拿走 I (和把 "1" 从数子式子 1x = ab 拿走一样):

      X = BA-1

得到答案了 (假设可以计算 A-1)。

  在这个例子中我们要非常小心去做矩阵相乘,因为在矩阵乘法,次序是重要的。AB 几乎永远都不会等于 BA.

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