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一个矩阵的伴随矩阵怎么求

发布时间:2026-01-10 05:39:35来源:

一个矩阵的伴随矩阵怎么求】在矩阵运算中,伴随矩阵是一个重要的概念,尤其在求逆矩阵时有广泛应用。伴随矩阵(Adjoint Matrix)是指原矩阵的每个元素的代数余子式组成的转置矩阵。下面我们将从定义、计算步骤以及示例三个方面进行总结,并通过表格形式清晰展示。

一、什么是伴随矩阵?

对于一个 $ n \times n $ 的方阵 $ A = (a_{ij}) $,其伴随矩阵记作 $ \text{adj}(A) $,是由 $ A $ 的每个元素的代数余子式 $ A_{ij} $ 构成的矩阵的转置,即:

$$

\text{adj}(A) = (A_{ij})^T

$$

其中,$ A_{ij} $ 是去掉第 $ i $ 行第 $ j $ 列后的行列式乘以 $ (-1)^{i+j} $。

二、伴随矩阵的计算步骤

步骤 操作说明
1 对于矩阵 $ A $ 中的每个元素 $ a_{ij} $,计算其对应的代数余子式 $ A_{ij} $。
2 将所有代数余子式按原位置排列,构成一个新矩阵 $ C = (A_{ij}) $。
3 对矩阵 $ C $ 进行转置,得到伴随矩阵 $ \text{adj}(A) = C^T $。

三、伴随矩阵的示例

以一个 $ 3 \times 3 $ 矩阵为例:

$$

A = \begin{bmatrix}

1 & 2 & 3 \\

4 & 5 & 6 \\

7 & 8 & 9 \\

\end{bmatrix}

$$

我们先计算每个元素的代数余子式:

- $ A_{11} = \begin{vmatrix} 5 & 6 \\ 8 & 9 \end{vmatrix} = 5 \cdot 9 - 6 \cdot 8 = 45 - 48 = -3 $

- $ A_{12} = -\begin{vmatrix} 4 & 6 \\ 7 & 9 \end{vmatrix} = -(4 \cdot 9 - 6 \cdot 7) = -(36 - 42) = 6 $

- $ A_{13} = \begin{vmatrix} 4 & 5 \\ 7 & 8 \end{vmatrix} = 4 \cdot 8 - 5 \cdot 7 = 32 - 35 = -3 $

类似地,依次计算出所有代数余子式后,构造矩阵 $ C $,再转置得到伴随矩阵。

最终结果为:

$$

\text{adj}(A) = \begin{bmatrix}

-3 & 6 & -3 \\

6 & -12 & 6 \\

-3 & 6 & -3 \\

\end{bmatrix}

$$

四、总结表格

项目 内容
定义 伴随矩阵是原矩阵每个元素的代数余子式组成的转置矩阵
计算步骤 1. 计算每个元素的代数余子式;2. 构造代数余子式矩阵;3. 转置得到伴随矩阵
应用 常用于求矩阵的逆矩阵(若矩阵可逆,则 $ A^{-1} = \frac{1}{\det(A)} \text{adj}(A) $)
注意事项 仅适用于方阵;若行列式为0,矩阵不可逆,伴随矩阵仍存在但不能用于求逆

通过以上内容,我们可以清晰理解如何求一个矩阵的伴随矩阵,并掌握其在实际应用中的重要性。

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