矩阵运算中需要熟记的公式包括:
矩阵加法
$A + B = C$,其中 $C$ 是一个和 $A$、$B$ 大小相同的矩阵,其每个元素的计算公式为 $C(i,j) = A(i,j) + B(i,j)$,其中 $i$ 表示矩阵的行数,$j$ 表示矩阵的列数。
矩阵减法
$A - B = D$,其中 $D$ 是一个和 $A$、$B$ 大小相同的矩阵,其每个元素的计算公式为 $D(i,j) = A(i,j) - B(i,j)$。
矩阵乘法
$A \times B = C$,其中 $C$ 是一个 $m$ 行 $p$ 列的矩阵。计算 $C$ 的方法如下:
$$
C(i,j) = \sum_{k=1}^{n} A(i,k) \times B(k,j)
$$
其中 $i$ 表示 $C$ 的行数,$j$ 表示 $C$ 的列数。需要注意的是,两个矩阵相乘的条件是第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数。
转置矩阵
把矩阵 $A$ 的行和列互相交换所产生的矩阵称为 $A$ 的转置矩阵,这一过程称为矩阵的转置。设 $A$ 为 $m \times n$ 阶矩阵,其转置 $A'$ 为一个 $n \times m$ 阶矩阵,满足 $A'(i,j) = A(j,i)$。
行列式计算
对于一个 $n$ 阶方阵 $A$,其行列式记为 $\det(A)$,定义为 $A$ 中所有元素按一定规律排列而成的 $n$ 阶方阵的乘积,或等于所有 $n$ 阶子行列式的代数和。
逆矩阵
对于可逆矩阵 $A$,存在一个 $n$ 阶方阵 $B$,使得 $AB = BA = E$,其中 $E$ 为单位矩阵。逆矩阵的公式为 $A^{-1}$。
特征值和特征向量
设矩阵 $A$ 为 $n$ 阶方阵,若存在一个数 $\lambda$ 和一个非零向量 $x$,使得 $Ax = \lambda x$,则 $\lambda$ 是矩阵 $A$ 的特征值,$x$ 是矩阵 $A$ 对应于 $\lambda$ 的特征向量。
这些公式是矩阵运算的基础,掌握这些公式对于深入理解和应用矩阵理论至关重要。