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广义逆矩阵
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作者:
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日期:
浅谈广义逆矩阵
摘要:
文章介绍莫尔
-
潘鲁斯
(moore-penrose)
广义逆矩阵的概
念及其与实际背景的联系。文章中定理
1
和定理
2
说明条件
i
与
相容线性方程组的基本解的广义逆矩阵的联系,
定理
3
说明条件
i
和
iv
与相容线性方程组的最小模解的广义逆矩阵的联系。
abstract: the article
introduces the concept of
moore-
penrose
’
s generalized
inverse matrix and its
relation with
the actual background. theorem 1 and theorem
2
in
this
article
illustrate
the
relation
between
conditions
1
and
generalized
inverse
matrix
of
the
fundamental
solution
of compatible
linear m 3 illustrates
condition i and
condition iv
’
s relation with
generalized
inverse matrix of the
minimal model solution of compatible
linear equation.
关键词:
广义逆矩阵;相容线性方程组;最小模解
key
words:
generalized
inverse
matrix
;
compatible
linear
equation
;
minimal
model solution
0
引言
在科技、工程、医学、经济、以
及气象学的不同领域,经常会
遇到求线性方程组
a
■ξ■
+a
■ξ■
+
……
+a
■ξ■<
/p>
=
β■
a
■ξ■
+a
■ξ■
+
……
+a
■ξ■
=
β■……………………………
a
■ξ■
+a
■ξ■
+
……
+a
■ξ■
=
β■
(
1
)
p>
或矩阵方程
a
ξ
=
β
(
1<
/p>
)
’
的求解问
题。通过线性代数的学习,我们知道方程组(
1
)有解
的充分必要条件是
a
与其增广矩阵有相同的秩。
而方程组(
1
)存
在唯一解,必须方程
组未知数的个数与系数矩阵的秩相等,若
a
是方阵,且
a
非退化(即
a
满秩<
/p>
|a|
≠
0
)<
/p>
,则
a
存在逆矩阵,为
< br>a-1=a*/|a|
,其中
a*
是
a
的伴随矩阵,则方程组有唯一解,可表
< br>为ξ
=a-1
β,唯一性在线性代数讲过,在这不再赘述
。
上面要求在一些实际问题中是不容易满足,那是因为:
①实际问题中,
方程个数与未知量个数不等
s
≠
n
,
a
p>
不是方阵,
不存在逆阵
a-1
,但方程组(
1
)却又是可解的(即相容的)
。
②还有可能是,希望在无解方程组中找到
既使模
|
ξ
|
最小,又
使
a
■
-
β■最小的解。
总之,根据问题
的需要,我们光用逆矩阵的概念解决不了这样
的问题,
所以有必
要推广逆矩阵,
下面先介绍广义逆矩阵的定义。
先来看
设
a
是
n
×
n
可逆阵,β是任意一
个
n
×
1
矩阵
,则方程
a
ξ
=
β
总有解,且解可表示为ξ
=a-1
β,现在设
a
是任意
m
×
n
阵,
b
< br>是
一个
m
×
1
矩阵,是否存在
n
×
m
矩阵
x
,使得只要方程
a
ξ
=
β有<
/p>
解,ξ
=a-1
β就是解?这样的矩阵就
是广义逆矩阵,在未给出概
念前,先看看
x
满足条件。
引理:设
a
为
m
×
n
阵,某个
n
×
m
阵
x
,对任意
n
维列向量
x0
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