更新时间:2024-08-09 16:09
线性运算是加法和数量乘法, 在实数领域像只包含加法和数量乘法二元一次方程就属于线性运算,如y=3x+5。如果是矩阵的加法和数乘运算,就称为矩阵的线性运算;如果是向量的加法和数乘运算,统称为向量的线性运算。对于不同线性运算一般有不同的形式,它们满足交换律、结合律、分配律等。
矩阵的加法和数乘运算,统称为矩阵的线性运算。
定义 设
是两个 型矩阵,则矩阵
称为 和 的和,记为
矩阵的加法就是矩阵对应元素相加,当然,相加的矩阵必须要有相同的行数和列数,即只有同型矩阵方可相加。
由于矩阵加法归结为它们元素的加法,即数的加法,故不难验证矩阵加法满足:
(1)结合律:
(2)交换律:
明显地,对零矩阵,有 。
定义2 矩阵
称为矩阵 的负矩阵,记为。
显然,有 一0,从而可定义矩阵减法为
我们可以将负矩阵 看做是实数一1和矩阵 相乘所得,从而抽象出一般数和矩阵的数量乘法。
定义 矩阵
称为矩阵 与数 的数量乘积,记为。换句话说,用数 乘以矩阵 ,就是把矩阵的每个元素都乘上 。
不难验证。数量乘积满足下列运算规律:
(1) (结合律);
(2) ;
(3) 。
向量的加法和数乘运算,统称为向量的线性运算。
设n维向量 , ,规定向量 与 的和为
规定向量 与 的差为
设n维向量 ,各分量乘以数k所构成的向量,称为数k与向量的数量乘积,简称数乘,记做 ,即
容易验证得到:
(1 ) (加法交换律);
(2) (加法结合律);
(3) ;
(4) ;
(5) (数乘分配律);
(6) (数乘分配律);
(7) (数乘结合律);
(8) 。
上述定义与性质是针对行向量而言的,当与为列向量时,有类似结论。