矩阵的初等变换及其应用

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  【摘要】矩阵的初等变换在代数学中具有重要的地位,本文给出了运用初等变换求解方程组的基础解系、特征值、多项式的最大公因式和Jordan标准形相似变换矩阵等方法,这些方法具有直观、简捷、有效等特点.
  【关键词】初等变换;基础解系;最大公因式;相似变换矩阵
  【基金项目】2019江苏省高校教学研究一般项目(2019SJA1997)
  一、引 言
  矩阵的初等变换包括矩阵的初等行变换和矩阵的初等列变换,矩阵的初等行(列)变换有三种形式[1]:(1)交换两行(列);(2)任一行(列)的k倍(k≠0);(3)任一行(列)的k倍加到另一行(列).在代数学中,矩阵的初等变换有着非常重要且广泛的应用,它常被应用于行列式的计算、方程组以及矩阵方程的求解、向量线性关系的判定、求矩阵的秩以及逆、λ-矩阵的不变因子和矩阵的Jordan标准形等.张家宝给出了初等变换求逆的几种方法[2];石擎天等研究了初等变换求解方程组的特殊方法[3];于莉琦等介绍了初等变换在行列式、矩阵和方程组中的应用[4].本文给出了矩阵的初等变换求解方程组的基础解系、最大公因式和Jordan标准形的相似变换矩阵等方法及应用.
  二、预备知识
  【参考文献】
  [1]王萼芳,石生明.高等代数(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2019:5.
  [2]张家宝.浅谈求逆矩阵的几种方法[J].数学学习与研究,2020(10):4-5.
  [3]石擎天,黄坤阳.线性方程组求解及应用[J].教育教学论坛,2020(12):325-327.
  [4]于莉琦,高恒嵩.初等变换概述[J].数学学习与研究,2019(06):116.
  [5]徐仲,陆全,等.高等代数考研教案(第2版)[M].西安:西北工业大学出版社,2009.
  [6]卢博,田双亮,等.高等代数思想方法及应用[M].北京:科學出版社,2017.
  [7]朱广化.关于《相似变换矩阵的简单求法》的改进[J].数学通报,1994(11):44-46.
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