伴随矩阵(Adjugate Matrix)是线性代数中的一个重要概念,它与矩阵的逆、行列式等密切相关。给定一个 ( n \times n ) 的方阵 ( A ),伴随矩阵通常用 (\text{adj}(A)) 表示,它是由矩阵 ( A ) 的余子式(cofactor)构成的。具体来说,伴随矩阵的定义如下:
余子式:给定矩阵 ( A ) 的每个元素 ( a_{ij} ),其余子式 ( M_{ij} ) 是去掉第 ( i ) 行和第 ( j ) 列后剩余矩阵的行列式。
代数余子式(cofactor):代数余子式 ( C_{ij} ) 定义为: [ C_{ij} = (-1)^{i+j} M_{ij} ]
伴随矩阵:伴随矩阵 (\text{adj}(A)) 是由 ( A ) 的代数余子式转置而成的矩阵: [ \text{adj}(A) = \begin{bmatrix} C_{11} & C_{21} & \dots & C_{n1} \ C_{12} & C_{22} & \dots & C_{n2} \ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \ C_{1n} & C_{2n} & \dots & C_{nn} \end{bmatrix} ]
与行列式的关系:如果 ( A ) 是一个非奇异矩阵(行列式不为零),则有: [ A \cdot \text{adj}(A) = \det(A) \cdot I ] 其中 ( I ) 是单位矩阵。
逆矩阵的表达:如果 ( A ) 是可逆的,那么其逆矩阵可以用伴随矩阵表示: [ A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \cdot \text{adj}(A) ]
伴随矩阵在计算矩阵的逆和求解线性方程组中有重要的应用。
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