分块矩阵,求解!

如题所述

分块矩阵是高等代数中的一个重要内容,是处理阶数较高的矩阵时常采用的技巧,也是数学在多领域的研究工具。对矩阵进行适当分块,可使高阶矩阵的运算可以转化为低阶矩阵的运算,同时也使原矩阵的结构显得简单而清晰,从而能够大大简化运算步骤,或给矩阵的理论推导带来方便。有不少数学问题利用分块矩阵来处理或证明,将显得简洁、明快。 分块矩阵是一个矩阵, 它是把矩阵分别按照横竖分割成一些小的子矩阵 。 然后把每个小矩阵看成一个元素。

将一个矩阵用若干条横线和竖线分成许多个小矩阵,将每个小矩阵称为这个矩阵的子块,以子块为元素的形式上的矩阵称为分块矩阵。

同一个矩阵可以有多种不同的分块方法,从而形成不同的分块矩阵。例如矩阵也可分成也可分成

特殊分块矩阵
分块对角矩阵
设A为n阶方阵,若A的分块矩阵在非主对角线上的子块皆为零矩阵,且在主对角线上的子块都是方阵

性质:

①同结构的分块上(下)三角形矩阵的和(差)、积(若乘法运算能进行)仍是同结构的分块矩阵。

② 数乘分块上(下)三角形矩阵也是分块上(下)三角形矩阵。

③ 分块上(下)三角形矩阵可逆的充分必要条件是的主对角线子块都可逆;若可逆,则的逆阵也是分块上(下)三角形矩阵。
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第1个回答  2020-11-24
分块矩阵的加法运算和乘法运算。将矩阵进行分块操作有很多的好处,特别是在高性能并行计算领域内,矩阵的分块化操作更是有很多益处。

1. 分块矩阵加法运算

给定矩阵A,B分别如下,

矩阵A+B=C,矩阵C如下,

分块矩阵的加法运算非常显然,这里就不再多费笔墨了。

2. 分块矩阵的乘法运算

给定矩阵A,B分别如下,(注意:这里矩阵A,B中的每一个元素都是子矩阵)

矩阵A*B=C,矩阵C如下,

分块矩阵的乘法运算也比较直观,但是相比于其加法运算而言,乘法运算显然会难一点。

3. 分块矩阵运算小结

分块矩阵做的是一个非常显然的事情是对矩阵乘法粒度的变大化。更加细一点而言,一般的矩阵乘法每一次对矩阵中的一个数进行累积和运算。

而分块矩阵面向的操作对象是一个个的子矩阵,显然两者在计算的粒度上有很多的不同。至于子矩阵的粒度的大小,取决于一个线程能够用到的内存的大小和其计算能力,每一个线程能用到的内存越大,能用到的计算能力越大相应地,每一个子线程的运算处理能力就越大,子矩阵的粒度也就可以大一些。

反之,则子矩阵粒度小些。最后希望能在本文中有所收获。

一、分块矩阵的运算及其应用

  分块矩阵的基本运算:分块矩阵的运算规则与普通矩阵的运算规则相类似,包括:加法运算、数乘运算、乘法运算、转置运算,其中要特别注意的是乘法运
第2个回答  2020-11-21
分块矩阵,求解!授人予鱼不如授人予渔,在《线性代数》的学习中,方法尤为重要。下面就让我们一起解决《线性代数》中令人头痛的——矩阵分块法吧!
如果您对——矩阵分块法的学习比较吃力,建议您先学习——矩阵乘法,传送门开启,嘛咪嘛咪哄!
工具原料线性代数课本纸,笔(任何)
方法/步骤分步阅读
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前言:想要学会《线性代数》中的——矩阵分块法,我们这次的学习将按照下面的步骤进行:
(1) 了解什么是矩阵分块法;
(2) 矩阵分块的例子;
(3) 分块矩阵的运算规则;
(4) 利用矩阵相乘求解复杂运算;
(5) 分块矩阵之间的运算规则;
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让我们首先了解矩阵分块的定义,如下图:
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矩阵分块示例,如下图:
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分块矩阵的运算规则一,如下图:
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分块矩阵的运算规则二,如下图:
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分块矩阵的运算规则三,如下图:
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分块矩阵的运算规则四,如下图:
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分块矩阵的运算规则五,如下图:
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分块矩阵运算示例一,如下图:
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分块矩阵运算示例二,如下图:
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分块矩阵运算总结,如下图:
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关于分块矩阵已经讲解完了,祝贺您今天又学习了新知识。
注意事项
今天讲解了矩阵分块,更多精彩内容,敬请关注!
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第3个回答  2020-11-21
本文把数字矩阵的初等变换推广到分块矩阵中,并且运用分块初等变换求矩阵的逆、矩阵的行列式、矩阵的秩是高等代数中常见的问题。而对于高阶矩阵而言,这些问题的求解过于困难,因此用分块矩阵的初等变换来解决有关分块矩阵的问题比较方便,本文总结如何使用初等变换求矩阵的逆、矩阵的行列式、矩阵的秩。
关键词:分块矩阵 初等变换 分块初等变换
目 录
引言 1
1矩阵初等变换及矩阵分块的相关概念 1
1.1 矩阵的初等变换 1
1.2 初等变换
1.3 分块矩阵
1.4 分块初等变换
1.5分块初等矩阵
2 应用分块初等变换求解行列式
3 应用分块初等变换求矩阵的逆
4 应用分块初等变换求矩阵的秩
6结束语
参考文献
致 谢
引言
利用分块矩阵处理阶数较高的矩阵,是一种常用的方法,在证明相关问题时能带来很多方便,在矩阵的应用中, 矩阵的初等变换起着关键作用. 关于矩阵初等变换的应用, 本文归纳了初等变换在求分块矩阵的秩, 矩阵的逆, 矩阵的行列式中的方法。
第4个回答  2020-12-01

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