矩阵 · 2.1.3

相等矩阵

只有当两个矩阵的阶数相同(行数和列数相同),且每个对应位置的元素都完全相等时,两个矩阵才相等。学生须同时比较阶数与所有对应的元素,并可利用这个概念求出矩阵中未知字母的值。

官方学习标准 (2.1.3)

“判断两个矩阵是否相等。”

它的含义

只有当两个矩阵的阶数相同(行数和列数相同),且每个对应位置的元素都完全相等时,两个矩阵才相等。学生须同时比较阶数与所有对应的元素,并可利用这个概念求出矩阵中未知字母的值。

如何考查

第一卷的选择题要求学生从选项中判断或验证哪些矩阵相等。第二卷结构题则常利用相等矩阵列出简单的方程组,学生再解这些方程,求出用作矩阵元素的未知字母。

例题

已知 [[x, 3], [2, y]] = [[5, 3], [2, -4]],求 x 和 y 的值。

  1. 由于两个矩阵相等,对应位置的元素必须相等。
  2. 比较位置(1,1):x = 5。
  3. 比较位置(2,2):y = -4。

资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)

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常见问题

两个矩阵相等需要满足哪两个条件?

两个矩阵必须阶数相同(行数和列数相同),且每个相同位置上的元素都完全相同。只要有一个条件不满足,无论是阶数不同,还是仅有一个元素不匹配,这两个矩阵就不相等。

我可以利用矩阵相等来求未知数吗?

可以,这是SPM中常见的技巧。把两个相等矩阵中对应位置的元素设为相等,列出简单方程,再逐一求解这些方程,即可求出用作矩阵元素的未知字母。

[[1,2]] 和 [[1],[2]] 相等吗?

不相等,这两个矩阵阶数不同,第一个是1×2的行矩阵,第二个是2×1的列矩阵。即使所含数字相同,按照矩阵相等的定义,阶数不同的矩阵永远不可能相等。

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