消元法很熟悉就不多说了,这里要注意的是消元法背后的矩阵操作。
消元法求解方程组的操作可以看作是对矩阵进行<行变换/行操作>。
回忆上一篇,矩阵乘列向量Ax是对A的列线性组合成新的列,那么,
行向量成矩阵xA也可以看作是对A的行的线性变换。
消元法对矩阵A进行的行变换都可以用矩阵来表示出来。
OA, 操作矩阵O乘在A左边,表示对A行变换。
AO,操作矩阵O乘在A右边,表示对A列变换。
以OA行变换举例,
(1)A不变,
O是identity,单位对角矩阵。
用行变换的角度观察单位对角矩阵,为什么乘A还等于A。
单位对角矩阵的第i行,乘A以后得到OA的第i行。而行向量的第j列对应着A的第j行。单位矩阵的第i行第i列为1,其余列为0,显然,得到的结果就是A的第i行。
(2) 置换
假设A是二维矩阵,让第一行和第二行交换。
O的第一行乘A得到OA的第一行:A的第二行--> 所以O的第一行应该为[0,1]
O的第二行乘A得到OA的第二行:A的第一行--> 所以O的第二行应该为[1,0]
O=[0,1;1,0];
(3)行之间的线性组合
不多说了。。
假设对矩阵A按顺序进行了这样的行操作:O1、O2、O3
那么结果就是:O3(O2(O1A))
也可以写作(O3O2O1)A
(矩阵乘法满足结合律,不能用交换律)
O3O2*O1是把3次行操作组合起来成为1次操作。