矩阵可逆的充要条件是什么?

若矩阵为方阵且其逆矩阵存在时,矩阵的逆的转置 等于 矩阵的转置的逆。

注意;只有方形矩阵才有矩阵的逆,而非方形的叫做“矩阵的伪逆”,此处只论方阵。其次只有当方阵的行列式不为0时,其逆矩阵才存在,故这里只讨论其行列式不为0的方阵(只要有任意一行或一列全文0的方阵,其行列式值为0,但不仅限于此).

先算矩阵的逆的转置

算此矩阵的转置的逆

故证明成立。

扩展资料:

逆矩阵的性质

性质定理

可逆矩阵一定是方阵。

如果矩阵A是可逆的,其逆矩阵是唯一的。

A的逆矩阵的逆矩阵还是A。记作(A-1)-1=A。

可逆矩阵A的转置矩阵AT也可逆,并且(AT)-1=(A-1)T (转置的逆等于逆的转置)

若矩阵A可逆,则矩阵A满足消去律。即AB=O(或BA=O),则B=O,AB=AC(或BA=CA),则B=C。

两个可逆矩阵的乘积依然可逆。

矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。

证明

逆矩阵是对方阵定义的,因此逆矩阵一定是方阵。

设B与C都为A的逆矩阵,则有B=C

假设B和C均是A的逆矩阵,B=BI=B(AC)=(BA)C=IC=C,因此某矩阵的任意两个逆矩阵相等。

由逆矩阵的唯一性,A-1的逆矩阵可写作(A-1)-1和A,因此相等。

矩阵A可逆,有AA-1=I 。(A-1) TAT=(AA-1)T=IT=I ,AT(A-1)T=(A-1A)T=IT=I

由可逆矩阵的定义可知,AT可逆,其逆矩阵为(A-1)T。而(AT)-1也是AT的逆矩阵,由逆矩阵的唯一性,因此(AT)-1=(A-1)T。

1)在AB=O两端同时左乘A-1(BA=O同理可证),得A-1(AB)=A-1O=O

而B=IB=(AA-1)B=A-1(AB),故B=O

2)由AB=AC(BA=CA同理可证),AB-AC=A(B-C)=O,等式两边同左乘A-1,因A可逆AA-1=I 。

得B-C=O,即B=C。

可逆等价条件

若|A|≠0,则矩阵A可逆,且

其中,A*为矩阵A的伴随矩阵。

证明:

必要性:当矩阵A可逆,则有AA-1=I 。(其中I是单位矩阵)

两边取行列式,det(AA-1)=det(I)=1。

由行列式的性质:det(AA-1)=det(A)det(A-1)=1

则det(A)≠0,(若等于0则上式等于0)

充分性:有伴随矩阵的定理,有  

(其中  是的伴随矩阵。)

当det(A)≠0,等式同除以det(A),变成

比较逆矩阵的定义式,可知逆矩阵存在且逆矩阵

参考资料:百度百科-逆矩阵



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