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無窮小矩陣變化


BAe 為方陣,其中 e 很小,並定義

 B=A(I+e),
(1)

其中 I單位矩陣。那麼 B 的逆矩陣近似為

 B^(-1)=(I-e)A^(-1).
(2)

這可以透過相乘來驗證

BB^(-1)=(A+Ae)(A^(-1)-eA^(-1))
(3)
=AA^(-1)-AeA^(-1)+AeA^(-1)-Ae^2A^(-1)
(4)
=I-Ae^2A^(-1)
(5)
 approx I.
(6)

注意,如果我們改為設 B^'=A+e,並尋找形如 形如 B^('-1)=A^(-1)+C 的逆矩陣,我們得到

B^'B^('-1)=(A+e)(A^(-1)+C)
(7)
=AA^(-1)+AC+eA^(-1)+eC
(8)
=I+AC+e(C+A^(-1))
(9)
 approx I.
(10)

為了消除 e 項,我們需要 C=-A^(-1)。然而,這樣 AC=-I,所以 BB^(-1)=0,因此不可能存在這種形式的逆矩陣。

B' 的精確逆矩陣可以如下找到。

 B^'=A(I+e)=A(I+A^(-1)e),
(11)

因此

 B^('-1)=[A(I+A^(-1)e)]^(-1).
(12)

使用一般的矩陣逆恆等式,然後得到

 B^('-1)=(I+A^(-1)e)^(-1)A^(-1).
(13)

另請參閱

無窮小旋轉

使用 探索

請引用為

韋斯坦因,埃裡克·W. "無窮小矩陣變化。" 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/InfinitesimalMatrixChange.html

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