
初等矩阵的逆矩阵仍是__.
初等矩阵的逆矩阵仍是初等矩阵。这一结论可通过分析三类初等矩阵的逆矩阵形式得到验证:
交换两行/列的初等矩阵
其逆矩阵等于自身,即 。因为对调两行后再次对调,矩阵会恢复原状。例如,交换单位阵第1、2行得到的初等矩阵,其逆矩阵仍是该矩阵本身。
数乘某行/列的初等矩阵
其逆矩阵为 ,即将该行元素乘以原常数的倒数。由于 ,这种操作能抵消原数乘效果,且结果仍为初等矩阵。例如,将第3行乘以5的初等矩阵,其逆矩阵是将第3行乘以1/5的初等矩阵。
倍加某行/列的初等矩阵
其逆矩阵为 ,即把原操作中的倍数改为相反数。例如,将第2行加上第1行的3倍得到的初等矩阵,其逆矩阵是将第2行减去第1行的3倍的初等矩阵。
上述三类逆矩阵均符合“单位阵经一次初等变换”的定义,因此初等矩阵的逆矩阵必为初等矩阵。这一性质揭示了初等变换的可逆性:每种初等变换都存在对应的“逆变换”,且该逆变换同样是初等变换。思考:如果一个矩阵能表示为初等矩阵的乘积,它是否一定可逆?为什么?