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代数 / 中文

矩阵横行重排,逆矩阵竖列怎样排列

均一教育平台 Junyi Academy · YouTube · 2:04

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已审核学习内容 · 视频分析 · 中文
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已知可逆矩阵A及其逆K,将A的横行按3、1、2重排,得到新矩阵N。求逆时不能同样重排K的横行:应将K的竖列按3、1、2排列,得到第5项。原片用横行与竖列配对解释;本站补充N=PA、N⁻¹=KP⁻¹的置换记号核对全部乘积,避免只验证对角线。带撇号的小写字母是已知逆矩阵元素,不是求导符号。

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章节

0:00題目呈現與解題策略0:20分析矩阵横行重排关系0:40利用反矩陣定義推導答案1:02題目與反矩陣判準1:14用橫直配鎖定選項 (5)1:32检验其余横行与竖列对应1:56横行重排与逆矩阵竖列重排

学习解说文稿

依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。

题目已经给出A的逆矩阵K,无须重新求九个元素。我们只需利用新矩阵N与A的横行关系。

N第一横行来自A第三横行,第二来自第一,第三来自第二。本站用置换矩阵P把这个顺序写成N=PA。

乘积求逆会反转因子顺序:N的逆是K右乘P⁻¹,即KP⁻¹。这样改变的是K的竖列,不是横行。

A第一横行现在位于N第二横行,所以原来与它配对的K第一竖列要移到新逆矩阵第二竖列。

其余两对也保持同样关系:N第一横行g,h,i配新逆第一竖列c′,f′,i′;N第三横行d,e,f配第三竖列b′,e′,h′。

因此K的竖列顺序变为第三、第一、第二,答案是第五项。原逆关系保证配错位置的内积为零,不能仅凭三个对角元素为一就判断矩阵互逆。

知识卡片

01

矩阵

原片给出A及K=AK=A⁻¹;本站用N、C表示重排后的矩阵与其逆。

AK=KA=I3AK=KA=I_3
02

横行重排

N按3、1、2排列A横行;P是置换矩阵,不是单次横行交换的初等矩阵。

N=PA,P=[001100010]N=PA,\quad P=\begin{bmatrix}0&0&1\\1&0&0\\0&1&0\end{bmatrix}
03

乘积的逆与因子顺序

可逆同阶方阵相乘后求逆,须反转因子顺序。

N−1=(PA)−1=A−1P−1=KP−1N^{-1}=(PA)^{-1}=A^{-1}P^{-1}=KP^{-1}
04

右乘置换竖列

K右乘P⁻¹后,竖列按原3、1、2排列。

KP−1=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]KP^{-1}=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
05

利用已知逆矩阵

利用已知逆矩阵及位置关系,不必重新计算伴随矩阵。

06

逆矩阵判准

检验完整单位矩阵乘积,包括所有非对角零元素。

NC=CN=I3NC=CN=I_3
07

横行与竖列内积

乘积一个元素等于对应横行与竖列的内积。

(NC)rc=∑k=13NrkCkc(NC)_{rc}=\sum_{k=1}^{3}N_{rk}C_{kc}
08

横行移动,对应竖列跟随

原第一横行移至第二横行,对应逆矩阵第一竖列也移至第二竖列。

09

第五项的完整矩阵

真实尾部选项5的竖列排列与KP⁻¹的全部元素一致。

[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
10

不能只看相同元素

元素符号相同不代表互逆,横行与竖列的位置决定单位矩阵乘积。

11

横行重排对应逆的竖列重排

N=PA时,逆是KP⁻¹;乘法左右位置不可交换。

NC=PAKP−1=I3,CN=KP−1PA=I3NC=PAKP^{-1}=I_3,\quad CN=KP^{-1}PA=I_3

详细学习笔记

按知识点查看条件、步骤和证据。补充解释与视频直接内容分别标明。

符号定义 · 13

A

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面顯示 3×33\times 3 矩陣 [a b c; d e f; g h i]

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

A

含义

已知其反矩陣的 3×33\times 3 方陣,元素為 a,b,c,d,e,f,g,h,i

适用范围

3×33\times 3 方陣

N

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面顯示 3×33\times 3 矩陣 [g h i; a b c; d e f]

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

N

含义

本站记N,表示按A横行3、1、2重排的新3×33\times 3矩阵。

适用范围

3×33\times 3 方陣

A−1A^{-1}

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面顯示 [a' b' c'; d' e' f'; g' h' i'],且音訊說明這是 A 的反方陣

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

A−1A^{-1}

含义

A 的反矩陣,元素以帶撇號的 a',b',c',d',e',f',g',h',i' 表示

适用范围

3×33\times 3 方陣

I

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

I

含义

單位矩陣,反矩陣定義中與原矩陣相乘得到的結果

适用范围

3×33\times 3 方陣

A

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面中給出 3×33\times 3 矩陣 [abcdefghi]\begin{bmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&i \end{bmatrix},並稱其為「已知方陣」。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

A

含义

原矩陣,元素為 a,b,c,d,e,f,g,h,ia,b,c,d,e,f,g,h,i。

适用范围

3×33\times 3 矩陣

K

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面中給出 [a′b′c′d′e′f′g′h′i′]\begin{bmatrix} a'&b'&c'\\ d'&e'&f'\\ g'&h'&i' \end{bmatrix},並說明它是 AA 的反矩陣。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

K

含义

原矩陣 AA 的反矩陣,元素為 a′,b′,c′,d′,e′,f′,g′,h′,i′a',b',c',d',e',f',g',h',i'。

适用范围

3×33\times 3 矩陣

I3I_3

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面右側寫出 [100010001]\begin{bmatrix} 1&0&0\\ 0&1&0\\ 0&0&1 \end{bmatrix}。

  2. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

I3I_3

含义

3 階單位矩陣。

适用范围

3×33\times 3 矩陣

[a\ b\ c]

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    原矩陣第一横行為 [a b c][a\ b\ c],畫面以綠色標記。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

[a\ b\ c]

含义

矩陣 AA 的第一横行。

适用范围

矩陣横行向量

[d\ e\ f]

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    原矩陣第二横行為 [d e f][d\ e\ f],畫面以粉紅色標記。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

[d\ e\ f]

含义

矩陣 AA 的第二横行。

适用范围

矩陣横行向量

[g\ h\ i]

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    原矩陣第三横行為 [g h i][g\ h\ i],畫面以青色標記。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

[g\ h\ i]

含义

矩陣 AA 的第三横行。

适用范围

矩陣横行向量

[a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    反矩陣第一竖列為 [a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

[a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}

含义

矩陣 K=A−1K=A^{-1} 的第一竖列。

适用范围

矩陣竖列向量

[b′e′h′]\begin{bmatrix} b'\\ e'\\ h' \end{bmatrix}

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    反矩陣第二竖列為 [b′e′h′]\begin{bmatrix} b'\\ e'\\ h' \end{bmatrix}。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

符号

[b′e′h′]\begin{bmatrix} b'\\ e'\\ h' \end{bmatrix}

含义

矩陣 K=A−1K=A^{-1} 的第二竖列。

适用范围

矩陣竖列向量

知识点 · 5

反矩陣的定義

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 公式
    观察依据

    原画给定A与其逆K,并使用单位矩阵判准;本站记AK=KA=I₃,区分实际横行与竖列。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

定义
解释

已知K=AK=A⁻¹,满足AK=KA=I₃。原片以横行配竖列判断新矩阵的逆;本站统一记号避免前后分析段混用字母。

公式
AK=KA=I3AK=KA=I_3
适用条件
  1. A 為可逆方陣

矩陣的横行置換

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    畫面中講者用綠色圈出 A 和 N 的對應横行

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

方法
解释

新矩阵N的横行来自A的3、1、2横行。本站写为N=PA,P为置换矩阵;一个三循环可以分解为两个交换,不是单个横行交换初等矩阵。

公式
N=PA,P=[001100010]N=PA,\quad P=\begin{bmatrix}0&0&1\\1&0&0\\0&1&0\end{bmatrix}
先修条目
  1. 反矩陣的定義

反矩陣與原矩陣相乘得單位矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面寫明「已知方陣 [abcdefghi]\begin{bmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&i \end{bmatrix} 的反方陣為 [a′b′c′d′e′f′g′h′i′]\begin{bmatrix} a'&b'&c'\\ d'&e'&f'\\ g'&h'&i' \end{bmatrix}」,右側又寫出 =[100010001]=\begin{bmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{bmatrix}。

  2. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

定义
解释

已知K=AK=A⁻¹,满足AK=KA=I₃。原片以横行配竖列判断新矩阵的逆;本站统一记号避免前后分析段混用字母。

公式
AK=KA=I3AK=KA=I_3
适用条件
  1. A与K均为3×33\times 3矩阵且K=AK=A⁻¹

  2. 本站统一使用AK=I₃作为已知逆关系。

矩陣乘法的「橫直配」規則

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    畫面用不同顏色圈出原矩陣的横行與反矩陣的竖列,顯示横行與竖列一一對應。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

方法
解释

乘积位置(r,c)取N第r横行与候选C第c竖列的内积,与单位矩阵对应位置比较。

公式
(NC)rc=∑k=13NrkCkc(NC)_{rc}=\sum_{k=1}^{3}N_{rk}C_{kc}
适用条件
  1. 適用於矩陣乘法逐元素驗證

  2. 本題中 r,c∈{1,2,3}r,c\in\{1,2,3\}

先修条目
  1. 反矩陣與原矩陣相乘得單位矩陣

原矩陣横行重排對應到反矩陣竖列交換

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    畫面中選項 (5) 的竖列順序相對原反矩陣發生變化,而原矩陣 AA 的横行順序也被重新排列。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

方法
解释

影片強調一個解題捷徑:當左邊矩陣的横行被交換時,右邊矩陣要對應交換竖列,才能維持「橫直配」後的單位矩陣結果。本題正是利用這個對應關係快速鎖定答案。

公式
适用条件
  1. N=PA时C=KP⁻¹;P为横行置换矩阵,K=AK=A⁻¹。

先修条目
  1. 矩陣乘法的「橫直配」規則
推导与证明 · 3

推導 N 的反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    畫面顯示 A 與 N 的横行被圈出對應,並寫出 A−1A^{-1}A=IA = I 的結構

待核验内容
  1. P及完整乘积记号是本站补充;原模型把中途误读为选项3,原片最终实际选择5。

直观解释
步骤
  1. 公式
    N=[ghiabcdef],A=[abcdefghi]N=\begin{bmatrix}g&h&i\\a&b&c\\d&e&f\end{bmatrix},\quad A=\begin{bmatrix}a&b&c\\d&e&f\\g&h&i\end{bmatrix}
    解释

    比较给定的横行顺序。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
  2. 公式
    N=PA,P=[001100010]N=PA,\quad P=\begin{bmatrix}0&0&1\\1&0&0\\0&1&0\end{bmatrix}
    解释

    P按3、1、2重排横行。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
  3. 公式
    N−1=A−1P−1=KP−1N^{-1}=A^{-1}P^{-1}=KP^{-1}
    解释

    可逆乘积求逆反转因子,置换保留在右侧。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
  4. 公式
    P−1=PT=[010001100]P^{-1}=P^T=\begin{bmatrix}0&1&0\\0&0&1\\1&0&0\end{bmatrix}
    解释

    直接相乘可验证P与其转置的两个乘积均为单位矩阵。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
  5. 公式
    N−1=K[010001100]N^{-1}=K\begin{bmatrix}0&1&0\\0&0&1\\1&0&0\end{bmatrix}
    解释

    右乘后新结果竖列依次取原3、1、2竖列。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
  6. 公式
    N−1=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]N^{-1}=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
    解释

    真实完整原片对应选项5。

    步骤依据

    本站依据给定A、K与实际尾部选项5,独立核对置换乘法;不声称原片写过全部P公式。

    补充解释
结论

新逆矩阵是K的竖列3、1、2重排,选项5。

由横行位置變化推出選項 (5)

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    本站按题目位置整理:N第二横行[a b c]与实际选项5第二竖列[a′ d′ g′]ᵀ配对。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

直观解释
步骤
  1. 公式
    A=[a b c; d e f; g h i]⇒N=[g h i; a b c; d e f]A=[a\ b\ c;\ d\ e\ f;\ g\ h\ i]\quad\Rightarrow\quad N=[g\ h\ i;\ a\ b\ c;\ d\ e\ f]
    解释

    題目左側矩陣相對原始 AA 做了横行重排,原先第一横行 [a b c][a\ b\ c] 現在變成第二横行。

    步骤依据

    畫面直接給出題目矩陣與原矩陣的横行順序差異。

    补充解释
  2. 公式
    (NC)22=[a b c][a′d′g′]=1(NC)_{22}=[a\ b\ c]\begin{bmatrix}a'\\d'\\g'\end{bmatrix}=1
    解释

    N第二横行与C第二竖列配对;此完整竖列为a′、d′、g′。

    步骤依据

    原AK的第一对角配对在重排后移到第二对角位置。

    补充解释
  3. 公式
    [a b c]⋅[a′d′g′]=1[a\ b\ c]\cdot\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}=1
    解释

    原本 [a b c][a\ b\ c] 在 AK=I3AK=I_3 中對應的是 [a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix};横行移到第 2 横行後,這個竖列也要移到第 2 竖列。

    步骤依据

    沿用原反矩陣的横行竖列配對關係,並套用影片所說的横行重排對應竖列交換。

    补充解释
  4. 公式
    C=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]C=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
    解释

    選項 (5) 的中間竖列正好是 [a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix},符合上述要求。

    步骤依据

    实际尾部选项5全部九个元素,与本站独算KP⁻¹相符。

    补充解释
结论

因此本題應選 (5)。

用其餘横行竖列配對再次驗證選項 (5)

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    本站按实际N横行g,h,i;a,b,c;d,e,f和选项5竖列c′f′i′;a′d′g′;b′e′h′对应整理。

待核验内容
  1. 原模型转录混淆横行位置,本站依据实际题目与尾部矩阵修正;不指认作者口头错误。

直观解释
步骤
  1. 公式
    [d e f]⋅[b′e′h′]=1[d\ e\ f]\cdot\begin{bmatrix}b'\\e'\\h'\end{bmatrix}=1
    解释

    N第3横行与C第3竖列配对,来自原AK对应对角元素。

    步骤依据

    原AK=I₃,重排保持这些对角配对;其余配对仍为零。

    补充解释
  2. 公式
    [g h i]⋅[c′f′i′]=1[g\ h\ i]\cdot\begin{bmatrix}c'\\f'\\i'\end{bmatrix}=1
    解释

    N第1横行与C第1竖列配对,来自原AK对应对角元素。

    步骤依据

    原AK=I₃,重排保持这些对角配对;其余配对仍为零。

    补充解释
  3. 公式
    [a b c]⋅[a′d′g′]=1[a\ b\ c]\cdot\begin{bmatrix}a'\\d'\\g'\end{bmatrix}=1
    解释

    N第2横行与C第2竖列配对,来自原AK对应对角元素。

    步骤依据

    原AK=I₃,重排保持这些对角配对;其余配对仍为零。

    补充解释
结论

三組横行竖列配對都與單位矩陣的要求一致,進一步支持選項 (5) 是正確反矩陣。

例题详解 · 2

指考數甲 101 單選 4:三階反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面顯示完整題目:已知 A 的反矩陣為 A−1A^{-1},求 N 的反矩陣,並列出五個選項

  2. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

题目

已知方陣 A = [a b c; d e f; g h i] 的反方陣為 A−1A^{-1} = [a' b' c'; d' e' f'; g' h' i']。試問下列哪一個選項為 N = [g h i; a b c; d e f] 的反方陣?

已知条件
  1. A=[abcdefghi]A = \begin{bmatrix} a & b & c \\ d & e & f \\ g & h & i \end{bmatrix}

  2. A−1A^{-1} = [a′b′c′d′e′f′g′h′i′]\begin{bmatrix} a' & b' & c' \\ d' & e' & f' \\ g' & h' & i' \end{bmatrix}

  3. N=[ghiabcdef]N = \begin{bmatrix} g & h & i \\ a & b & c \\ d & e & f \end{bmatrix}

目标

求 N 的反矩陣 N−1N^{-1}

步骤
  1. 公式
    N=PAN=PA
    解释

    N 的第一横行是 A 的第三横行,第二横行是 A 的第一横行,第三横行是 A 的第二横行。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  2. 公式
    N=PAN = PA
    解释

    將横行置換表示為左乘置换矩阵 P。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  3. 公式
    N−1=A−1P−1N^{-1} = A^{-1}P^{-1}
    解释

    利用反矩陣乘法性質展開。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  4. 公式
    C=KP−1C=KP^{-1}
    解释

    右乘P⁻¹重排K的竖列,顺序3、1、2;不能重排横行。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  5. 公式
    C=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]C=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
    解释

    得到实际选项5;原模型前段的3不是完整原片最终结论。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
结果

选项5:C=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]C=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}。

检验

本站核对NC=PAKP⁻¹=I₃、CN=KP⁻¹PA=I₃,检验所有元素,不只三个对角1。

三階矩陣横行重排後求反矩陣的單選題

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    畫面完整呈現題目:已知 [abcdefghi]\begin{bmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&i \end{bmatrix} 的反方陣為 [a′b′c′d′e′f′g′h′i′]\begin{bmatrix} a'&b'&c'\\ d'&e'&f'\\ g'&h'&i' \end{bmatrix},問 [ghiabcdef]\begin{bmatrix} g&h&i\\ a&b&c\\ d&e&f \end{bmatrix} 的反方陣為何,並列出 (1) 至 (5) 五個選項。

  2. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

题目

已知 A=[abcdefghi]A=\begin{bmatrix} a&b&c\\ d&e&f\\ g&h&i \end{bmatrix} 的反矩陣為 A−1=[a′b′c′d′e′f′g′h′i′]A^{-1}=\begin{bmatrix} a'&b'&c'\\ d'&e'&f'\\ g'&h'&i' \end{bmatrix},求 [ghiabcdef]\begin{bmatrix} g&h&i\\ a&b&c\\ d&e&f \end{bmatrix} 的反矩陣。

已知条件
  1. A−1=[a′b′c′d′e′f′g′h′i′]A^{-1}=\begin{bmatrix} a'&b'&c'\\ d'&e'&f'\\ g'&h'&i' \end{bmatrix}

  2. 待求矩陣為 [ghiabcdef]\begin{bmatrix} g&h&i\\ a&b&c\\ d&e&f \end{bmatrix}

  3. 实际选项5为[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}

目标

從五個候選矩陣中選出正確的反矩陣。

步骤
  1. 公式
    AA−1=I3A A^{-1}=I_3
    解释

    先用已知反矩陣確定原始横行竖列配對關係。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  2. 公式
    [a b c]↔[a′d′g′][a\ b\ c]\leftrightarrow\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}
    解释

    原矩陣第一横行 [a b c][a\ b\ c] 在原反矩陣中對應第一竖列 [a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix}。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  3. 公式
    [g h i; a b c; d e f][g\ h\ i;\ a\ b\ c;\ d\ e\ f]
    解释

    待求矩陣是把原矩陣的横行重新排列後得到的。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
  4. 公式
    [c′a′b′f′d′e′i′g′h′]\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}
    解释

    為了保持相同的横行竖列配對,反矩陣要把竖列也作相應重排;選項 (5) 符合此要求。

    步骤依据

    据原片给定横行顺序与实际选项5,核对左右乘法及完整单位矩阵关系。

    补充解释
结果

选项5:C=[c′a′b′f′d′e′i′g′h′]C=\begin{bmatrix}c'&a'&b'\\f'&d'&e'\\i'&g'&h'\end{bmatrix}。

检验

本站核对NC=PAKP⁻¹=I₃、CN=KP⁻¹PA=I₃,检验所有元素,不只三个对角1。

图示与动画 · 3

圈出並標示横行對應關係

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    講者用綠色筆圈出 A 和 N 的對應横行,並用箭頭標示横行的移動方向

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

图中对象
  1. 矩陣 A 的三横行

  2. 矩陣 N 的三横行

  3. 綠色圈線

  4. 箭頭

变化过程
  1. A 的第一横行被圈出並連到 N 的第二横行

  2. A 的第二横行被圈出並連到 N 的第三横行

  3. A 的第三横行被圈出並連到 N 的第一横行

不变量
  1. 矩陣元素本身不變

  2. 横行的內部順序不變

数学含义

視覺化呈現 N 是由 A 經過横行循環置換得到,幫助理解兩矩陣的關係。

寫出反矩陣定義式

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    原画给定A与其逆K,并使用单位矩阵判准;本站记AK=KA=I₃,区分实际横行与竖列。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

图中对象
  1. A−1A^{-1} 矩陣

  2. A 矩陣

  3. 等號

  4. 單位矩陣 I

变化过程
  1. 寫出 A−1A^{-1}A=IA = I 的結構

不变量
  1. A 和 A−1A^{-1} 的元素不變

数学含义

強調反矩陣的定義:兩矩陣相乘得單位矩陣,為後續推導奠定基礎。

顏色與箭頭展示横行竖列對應

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    畫面用綠色、粉紅色、青色分別標記原矩陣與反矩陣中的横行、竖列,並以箭頭連接對應位置。

  2. 动画
    观察依据

    隨著講者解說,圈選與箭頭逐步出現,先標示 [a b c][a\ b\ c] 與 [a′d′g′]\begin{bmatrix} a'\\ d'\\ g' \end{bmatrix},再標示其他配對。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

图中对象
  1. 原矩陣 AA

  2. 反矩陣 A−1A^{-1}

  3. 待求矩陣 [ghiabcdef]\begin{bmatrix} g&h&i\\ a&b&c\\ d&e&f \end{bmatrix}

  4. 選項 (1) 至 (5)

变化过程
  1. 先圈出原矩陣第一横行與反矩陣第一竖列

  2. 再把焦點移到待求矩陣第二横行 [a b c][a\ b\ c]

  3. 接著用箭頭把它連到選項 (5) 的中間竖列

  4. 最後再補示其他兩組横行竖列對應

不变量
  1. 矩陣元素符號本身不變

  2. 改變的是横行與竖列的排列位置

  3. 判準始終是乘積要等於單位矩陣

数学含义

視覺重點在於把抽象的矩陣乘法轉成可見的「哪一横行配哪一竖列」,從而讓横行重排與竖列交換的對應關係一目了然。

易错点 · 3

誤以為必須硬算反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

误区

看到三階反矩陣題目,直覺認為必須用伴隨矩陣或高斯消去法實際計算。

说明

本題利用横行置換的結構特性,只需分析矩陣間的置換關係,無需進行繁複的反矩陣計算。

誤以為只要元素相同就是反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

  2. 图示
    观察依据

    多個選項含有相同符號,但只有竖列位置正確的選項通過檢驗。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

误区

看到候選矩陣裡有 a′,b′,c′,…a',b',c',\dots 這些相同符號,就以為它一定是反矩陣。

说明

反矩陣的關鍵不在於元素集合相同,而在於與原矩陣相乘後是否得到單位矩陣;因此必須檢查横行與竖列的對應位置。

忽略横行移動後竖列也要跟著移動

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

误区

原矩陣横行被重排後,仍沿用原來反矩陣的竖列順序去配對。

说明

一旦左矩陣的横行位置改變,右矩陣對應的竖列位置也要改變,否則乘積不會是單位矩陣。

概念关系 · 4

反矩陣的定義 → 推導 N 的反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

证明依赖
解释

推導 N 的反矩陣時,核心依據是反矩陣的定義 A−1A^{-1}A=IA=I,以及由此衍生的乘法性質 (PA)−1(PA)^{-1}=A−1P−1A^{-1}P^{-1}。

矩陣的横行置換 → 推導 N 的反矩陣

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

应用
解释

横行置換的概念被應用於將 N 表示為 PA,進而利用反矩陣性質求得 N−1N^{-1}。

反矩陣與原矩陣相乘得單位矩陣 → 矩陣乘法的「橫直配」規則

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

应用
解释

已知矩阵与其逆相乘得到单位矩阵,这是检验候选逆的判准;横行与竖列内积是落实该判准的具体方法。

矩陣乘法的「橫直配」規則 → 原矩陣横行重排對應到反矩陣竖列交換

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

推广
解释

從單一的横行竖列配對檢查,歸納出更一般的解題規則:左矩陣横行重排時,右矩陣要竖列交換。

问题定位 · 5

已知一個矩陣的反矩陣,如何快速求出另一個由横行置換得到的矩陣的反矩陣?

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

涉及知识点
  1. 反矩陣的定義
  2. 矩陣的横行置換
  3. 推導 N 的反矩陣
  4. 指考數甲 101 單選 4:三階反矩陣

為什麼這道三階反矩陣題目不需要實際計算?

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

涉及知识点
  1. 誤以為必須硬算反矩陣
  2. 矩陣的横行置換

為什麼原矩陣的横行重排後,反矩陣要改成竖列交換?

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

涉及知识点
  1. 反矩陣與原矩陣相乘得單位矩陣
  2. 矩陣乘法的「橫直配」規則
  3. 原矩陣横行重排對應到反矩陣竖列交換

怎樣用「橫直配」快速驗證一個矩陣是不是另一個矩陣的反矩陣?

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    本站将原片单位矩阵判准统一记为NC=I₃,核对候选C。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

涉及知识点
  1. 反矩陣與原矩陣相乘得單位矩陣
  2. 矩陣乘法的「橫直配」規則

本題為什麼答案是選項 (5)?

依据清楚
补充解释
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    讲解借助原矩阵横行与已知逆矩阵竖列的对应位置,完成重排后的逆矩阵判断。

待核验内容
  1. 本站依据真实尾部选项5、给定矩阵与独立置换乘法核对;前段模型误判3和部分列转录已纠正,不归因作者错误。

涉及知识点
  1. 由横行位置變化推出選項 (5)
  2. 用其餘横行竖列配對再次驗證選項 (5)
  3. 三階矩陣横行重排後求反矩陣的單選題
覆盖情况与待核验内容

已覆盖 · 给定矩阵与其逆,以及横行重排问题。

已覆盖 · 观察新矩阵横行3、1、2的对应关系。

已覆盖 · 使用逆矩阵与单位矩阵的判准,衔接后续配对。

已覆盖 · 使用逆矩阵与单位矩阵的判准,衔接后续配对。

已覆盖 · 按横行与竖列的位置核对实际选项5;保持完整单位矩阵关系。

已覆盖 · 按横行与竖列的位置核对实际选项5;保持完整单位矩阵关系。

已覆盖 · 按横行与竖列的位置核对实际选项5;保持完整单位矩阵关系。

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  • 矩阵 讲解定位 0:40
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    原片给出A及K=AK=A⁻¹;本站用N、C表示重排后的矩阵与其逆。

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