对抽象矩阵/行列式的计算,要尽可能“拖延”代入具体数值的时间

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{A}$, $\boldsymbol{B}$ 是三阶方阵,且满足等式 $\boldsymbol{A}^{2} \boldsymbol{B}$ $-$ $\boldsymbol{A}$ $-$ $\boldsymbol{B}$ $=$ $\boldsymbol{E}$, 若 $\boldsymbol{A}$ $=$ $\begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 0 \\ -2 & 0 & 1 \end{bmatrix}$, 则:

$$
\begin{vmatrix}
\boldsymbol{B}
\end{vmatrix} = ?
$$

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基于主对角线元素复杂度梯度的矩阵/行列式化简策略

一、前言 前言 - 荒原之梦

在「荒原之梦考研数学」的另一篇文章《矩阵/行列式 的一个优化策略》中,我们首次提出了在包含多个 $0$ 元素的矩阵/行列式中 的一个优化策略,那么,如果初始的矩阵/行列式中没有 $0$ 元素,或者只有少量的 $0$ 元素该怎么办呢?

在本文中,我们将以矩阵/行列式的主对角线为基准,通过元素复杂度梯度排列的方式,给同学们提供一种适用性更广泛的矩阵/行列式化简的方法。

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投石问路:线性代数中的升阶法详解

一、前言 前言 - 荒原之梦

在对高阶行列式进行计算的时候,其中一种计算方式就是“升阶”,也就是将原来的 $n$ 阶行列式升为 $n+1$ 阶行列式。

那么,什么样的行列式可以尝试升阶操作?怎么进行升阶操作?升阶之后该怎么进行接下来的计算呢?

在本文中,「荒原之梦考研数学」将就以上问题为同学们详细讲解。

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对行列式中系数的提取要以行或者列为单位进行

一、题目题目 - 荒原之梦

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借助函数或数列的思想研究向量的变化过程

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{\alpha_{1}}$, $\boldsymbol{\alpha_{2}}$, $\cdots$, $\boldsymbol{\alpha}_{s}$(其中 $s \leqslant n$)是一组 $n$ 维列向量,$\boldsymbol{A}$ 是 $n$ 阶矩阵。如果:

$$
\begin{aligned}
& \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}_{1} = \boldsymbol{\alpha}_{2}, \\
& \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}_{2} = \boldsymbol{\alpha}_{3}, \\
& \cdots, \\
& \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}_{s-1} = \boldsymbol{\alpha}_{s} \neq \mathbf{0}, \\
& \boldsymbol{A} \boldsymbol{\alpha}_{s} = \mathbf{0}
\end{aligned}
$$

请证明向量组 $\boldsymbol{\alpha}_{1}$, $\boldsymbol{\alpha}_{2}$, $\cdots$, $\boldsymbol{\alpha}_{s}$ 线性无关。

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计算“鸡爪型”行列式的思路:消去其中一“爪”

一、题目题目 - 荒原之梦

$$
D = \begin{vmatrix}
\textcolor{orange}{a_{0}} & \textcolor{orange}{1} & \textcolor{orange}{1} & \textcolor{orange}{\cdots} & \textcolor{orange}{1} & \textcolor{orange}{1} \\
\textcolor{orange}{1} & \textcolor{orange}{a_{1}} & 0 & \cdots & 0 & 0 \\
\textcolor{orange}{1} & 0 & \textcolor{orange}{a_{2}} & \cdots & 0 & 0 \\
\textcolor{orange}{\vdots} & \vdots & \vdots & \textcolor{orange}{\ddots} & \vdots & \cdots \\
\textcolor{orange}{1} & 0 & 0 & \cdots & \textcolor{orange}{a_{n−1}} & 0 \\
\textcolor{orange}{1} & 0 & 0 & \cdots & 0 & \textcolor{orange}{a_{n}}
\end{vmatrix} = ?
$$

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乘法运算中的矩阵一般不可以“自由流动”,但单位矩阵可以

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $\boldsymbol{A}$ 和 $\boldsymbol{B}$ 都是 $n$ 阶矩阵,且:

$$
\boldsymbol{A B} = \boldsymbol{E}
$$

则:

$$
\boldsymbol{A} \left[ \boldsymbol{E} – \boldsymbol{A} \left( \boldsymbol{E} + \boldsymbol{A}^{\top} \boldsymbol{B}^{\top} \right)^{-1} \boldsymbol{B} \right] \boldsymbol{B} = ?
$$

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乘以自己还和自己相等的矩阵就是在单位矩阵框架内秩互补的矩阵

一、题目题目 - 荒原之梦

是 $n$ 阶方阵,且满足:

$$
\boldsymbol{A}^{2} = \boldsymbol{A}
$$

请证明:

$$
\mathbf{r} (\boldsymbol{A}) + \mathbf{r} (\boldsymbol{A} – \boldsymbol{E}) = n
$$

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题目的答案就是题目的充分必要条件:答案既不能只是题目的充分条件,也不能是题目的必要条件

一、题目题目 - 荒原之梦

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借助二次方程求解未知矩阵

一、题目题目 - 荒原之梦

已知 $n$ 阶矩阵 $\boldsymbol{A}$ 和 $\boldsymbol{B}$ 满足:

$$
\begin{cases}
\boldsymbol{A} = \frac{1}{3} (\boldsymbol{B} + \boldsymbol{E}) \\ \\
\boldsymbol{A} ^{2} = \boldsymbol{A}
\end{cases}
$$

则:

$$
\boldsymbol{B} = ?
$$

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利用好分块矩阵的性质,可以节省计算步骤

一、题目题目 - 荒原之梦

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范德蒙行列式“变体”行列式的计算

一、前言 前言 - 荒原之梦

我们知道,形如下面这样的行列式,被称之为“范德蒙行列式”:

$$
D _{ n } = \begin{vmatrix}
1 & 1 & 1 & \cdots & 1 \\
x _{ 1 } & x _{ 2 } & x _{ 3 } & \cdots & x _{ n } \\
x _{ 1 } ^ { 2 } & x _{ 2 } ^ { 2 } & x _{ 3 } ^ { 2 } & \cdots & x _{ n } ^ { 2 } \\
\vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \vdots \\
x _{ 1 } ^ { n – 1 } & x _{ 2 } ^ { n – 1 } & x _{ 3 } ^ { n – 1 } & \cdots & x _{ n } ^ { n – 1 }
\end{vmatrix}
$$

上面这个行列式的计算结果为:

$$
D _{ n } = \prod _{ 1 \leqslant j < i \leqslant n } \left( x _{ i } – x _{ j } \right)
$$

但是,在大部分的考试中,特别是考研数学中,并不会直接给我们一个标准形式的范德蒙行列式,更多的是会给出一个看上去像是其他形式的行列式,需要我们经过一些转化,才能转变为范德蒙行列式的标准形式,进而使用范德蒙行列式的计算公式。

在本文中,荒原之梦考研数学将给出若干道可以转变为范德蒙行列式计算的“范德蒙变体行列式”,并分析什么情况下可以考虑将一个行列式向范德蒙行列式转换。

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矩阵乘法一般是不能交换的:除非他们相乘得单位矩阵

一、题目题目 - 荒原之梦

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矩阵起源于方程组,因此也可以借助方程组的思想解题

一、题目题目 - 荒原之梦

已知矩阵 $\boldsymbol{K}$ $=$ $\boldsymbol{A K}$ $+$ $\boldsymbol{B}$, 且:

$$
\begin{aligned}
\boldsymbol{A} & = \begin{bmatrix}
0 & 1 & 0 \\
– 1 & -1 & 0 \\
0 & 0 & 2
\end{bmatrix} \\ \\
\boldsymbol{B} & = \begin{bmatrix}
1 & – 1 \\
2 & 0 \\
3 & 1
\end{bmatrix}
\end{aligned}
$$

则 $\boldsymbol{K}$ $=$ $?$

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