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矩陣的逆


一個方陣 A 的逆矩陣,有時也稱為倒數矩陣,是一個矩陣 A^(-1) 使得

 AA^(-1)=I,
(1)

其中 I單位矩陣。 Courant 和 Hilbert (1989, p. 10) 使用符號 A^_ 來表示逆矩陣。

一個方陣 A 有逆矩陣當且僅當行列式 |A|!=0 (Lipschutz 1991, p. 45)。 所謂的可逆矩陣定理是線性代數中的一個重要結果,它將矩陣逆的存在性與許多其他等價性質聯絡起來。 擁有逆矩陣的矩陣被稱為非奇異矩陣或可逆矩陣。

一個方陣 m 的矩陣逆可以使用 Wolfram 語言中的函式Inverse[m]。

對於一個 2×2 矩陣

 A=[a b; c d],
(2)

矩陣的逆是

A^(-1)=1/(|A|)[d -b; -c a]
(3)
=1/(ad-bc)[d -b; -c a].
(4)

對於一個 3×3 矩陣

 A=[a_(11) a_(12) a_(13); a_(21) a_(22) a_(23); a_(31) a_(32) a_(33)],
(5)

矩陣的逆是

 A^(-1)=1/(|A|)[|a_(22) a_(23); a_(32) a_(33)| |a_(13) a_(12); a_(33) a_(32)| |a_(12) a_(13); a_(22) a_(23)|;   ; |a_(23) a_(21); a_(33) a_(31)| |a_(11) a_(13); a_(31) a_(33)| |a_(13) a_(11); a_(23) a_(21)|;   ; |a_(21) a_(22); a_(31) a_(32)| |a_(12) a_(11); a_(32) a_(31)| |a_(11) a_(12); a_(21) a_(22)|].
(6)

一個一般的 n×n 矩陣可以使用諸如高斯-約旦消元法高斯消元法LU 分解等方法求逆。

矩陣 AB乘積 AB 的逆矩陣可以用 A^(-1)B^(-1) 表示。 設

 C=AB.
(7)

 B=A^(-1)AB=A^(-1)C
(8)

 A=ABB^(-1)=CB^(-1).
(9)

因此,

 C=AB=(CB^(-1))(A^(-1)C)=CB^(-1)A^(-1)C,
(10)

所以

 CB^(-1)A^(-1)=I,
(11)

其中 I單位矩陣,且

 B^(-1)A^(-1)=C^(-1)=(AB)^(-1).
(12)

另請參閱

德拉辛逆矩陣, 高斯-約旦消元法, 高斯消元法, LU 分解, 矩陣, 矩陣 1-逆, 矩陣加法, 矩陣乘法, 穆爾-彭若斯矩陣逆, 非奇異矩陣, 偽逆, 奇異矩陣, Strassen 公式 在 課堂中探索此主題

本條目的部分內容由 Christopher Stover 貢獻

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參考文獻

Ayres, F. Jr. 矩陣理論與問題 Schaum 綱要。 New York: Schaum, p. 11, 1962.Ben-Israel, A. and Greville, T. N. E. 廣義逆:理論與應用。 New York: Wiley, 1977.Courant, R. and Hilbert, D. 數學物理方法,卷 1。 New York: Wiley, 1989.Jodár, L.; Law, A. G.; Rezazadeh, A.; Watson, J. H.; and Wu, G. "穆爾-彭若斯逆和其他廣義逆的計算。" Congress. Numer. 80, 57-64, 1991.Lipschutz, S. "可逆矩陣。" 線性代數理論與問題 Schaum 綱要,第二版。 New York: McGraw-Hill, pp. 44-45, 1991.Nash, J. C. 計算機緊湊數值方法:線性代數與函式最小化,第二版。 Bristol, England: Adam Hilger, pp. 24-26, 1990.Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; and Vetterling, W. T. "矩陣求逆是一個 N^3 過程嗎?" §2.11 in Fortran 數值食譜:科學計算的藝術,第二版。 Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 95-98, 1992.Rosser, J. B. "一種計算整數係數矩陣精確逆的方法。" J. Res. Nat. Bur. Standards Sect. B. 49, 349-358, 1952.

在 中被引用

矩陣的逆

引用為

Stover, ChristopherWeisstein, Eric W. “矩陣的逆。” 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/MatrixInverse.html

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