求逆运算只能用于方阵。
并非所有矩阵都有逆,一个明显的例子是若矩阵的某一行或列上的元素都为零,用任何矩阵乘以该矩阵,结果都是一个零矩阵。如果一个矩阵有逆矩阵,那么称它为可逆的或非奇异的。如果一个矩阵没有逆矩阵,则称它为不可逆的可奇异矩阵。奇异矩阵的行列式为零,非奇矩阵的行列式不为零,所以检测行列式的值是判断矩阵是否可逆的有效方法。此外,对于任意可逆矩阵M,当且仅当v=0时,vM=0
M的"标准伴随矩阵"记作“adj M”,定义为M的代数余子式矩阵的转置矩阵。下面是一个例子:
计算M的代数余子式矩阵:
M的标准伴随矩阵是代数余子式矩阵的转置:
一旦有了标准伴随矩阵,通过除以M的行列式,就能计算矩阵的逆。
例如,为了求得上面矩阵的逆,有:
当然还有其他方法可以用来计算矩阵的逆,比如高斯消元法(适合大矩阵或某些特殊矩阵)。对于低阶矩阵求逆,标准伴随矩阵更快一些。
矩阵的逆的重要性质:
几何解释
矩阵的逆在几何上非常有用,因为它使得我们可以计算变换的“反向”或“相反”变换——能“撤消”原变换的变换。所以如果向量v用矩阵M来进行变换,接着用M的逆M-1进行变换,将会得到原向量。这很容易通过代数方法验证: