定义 1.6.

设矩阵 ,则矩阵

称为矩阵 乘积, 其中

记作 .

Remark

  1. 要保证矩阵乘法有意义,
  • 必须使第一个矩阵的列数和第二个矩阵的行数相等,
  • 乘积
    • 行数是第一个矩阵的行数,
    • 列数是第二个矩阵的列数.
  1. 矩阵的乘法并不一定满足交换律,
  • 不一定成立。

例题 1.2

Definition

如果 , 我们就称矩阵 可交换.

在给出矩阵乘法定义后,下面我们可以归纳定义方阵的方幂。

Definition

是一个 阶方阵,对正整数 ,归纳的定义 表示 相乘,称为方阵 次方幂。 特别地,定义

由乘法结合律,易知对任意非负整数

关于矩阵的乘法,有以下性质(当然,这里假定矩阵运算是有意义的):

Proposition

  1. 结合律: ;
  2. 分配律: ;
  3. ;
  4. 是一个 阶方阵, 为复系数的多项式, 则方阵 的多项式 的乘法满足交换律,即

这里, 需要说明方阵的多项式的概念. 设 次的复系数多项式, 阶方阵, 称

为方阵 次多项式

下面证明性质(1)和(4),其余的请读者自行证明。

\begin{proof} (1)

  • ,
    • ,
  • 都是 矩阵。

  • 由矩阵乘法定义可知

位置上的元素为

位置上的元素为

  • 即得 位置上的元素和 位置上的元素相等,
  • 那么结论 (1) 成立.

(4) 设

分别为 次复系数多项式, 则

那么 是关于 的一个 次多项式,且

同理可得

所以 \end{proof}