矩阵是线性代数中的重要概念,与线性方程组密切相关。在解线性方程组的时候,有时我们需要求解其系数矩阵的逆矩阵。
那么,什么是逆矩阵呢?顾名思义,逆矩阵就是矩阵的倒数。对于一个n阶矩阵A,如果存在一个n阶矩阵B,使得AB=BA=I,其中I表示n阶单位矩阵,则称B为矩阵A的逆矩阵,记作A^-1。
逆矩阵的求法是,将矩阵A扩展为一个n阶增广矩阵[A|I],然后对这个增广矩阵进行行变换,使左边的部分变成n阶单位矩阵,右边的部分就是A^-1。如果左边部分无法变成n阶单位矩阵,则说明该矩阵A不存在逆矩阵。
逆矩阵在解决线性方程组时的作用非常大。我们可以将线性方程组的系数矩阵A的逆矩阵乘上等式两边的向量,得到方程组的解。例如:
2x 3y=8
4x 5y=14
对应的系数矩阵和向量为:
我们可以先求解系数矩阵的逆矩阵A^-1:
然后,将其与等式两边的向量相乘,即可求出解:
从中我们可以知道,逆矩阵不仅在解决线性方程组时有作用,在计算机图形学、矩阵求导等方面也有广泛应用。