矩陣求逆之伴隨矩陣法

本文主要內容:伴隨矩陣法矩陣求逆

一、原理/知識點

\[A^{-1}=\frac{1}{|A|}A^{*} \]

|A|爲矩陣A的行列式。若|A|=0,則矩陣A爲奇異矩陣 (Singular Matrix),不存在逆矩陣。

A*爲矩陣A的伴隨矩陣:

\[A^{*}= \left( \begin{array}{ccc} A_{11} & A_{12} & A_{13}\\ A_{21} & A_{22} & A_{23}\\ A_{31} & A_{32} & A_{33}\\ \end{array} \right) \]

二、練習/實踐

數學例子

\[求矩陣 \left( \begin{array}{ccc} 1 & 3 & 0\\ 5 & 2 & 1\\ 4 & 0 & 1\\ \end{array} \right) 的逆矩陣 \]

解:

\[A= \left( \begin{array}{ccc} 1 & 3 & 0\\ 5 & 2 & 1\\ 4 & 0 & 1\\ \end{array} \right) \]

|A|= -1 ≠ 0,所以A是非奇異矩陣,即矩陣A存在逆矩陣。

\[A^{*}= \left( \begin{array}{ccc} 2 & -3 & 3\\ -1 & 1 & -1\\ -8 & 12 & -13\\ \end{array} \right) \]

所以

\[A^{-1}=\frac{1}{|A|}A^{*}= \frac{1}{-1} \left( \begin{array}{ccc} 2 & -3 & 3\\ -1 & 1 & -1\\ -8 & 12 & -13\\ \end{array} \right) = \left( \begin{array}{ccc} -2 & 3 & -3\\ 1 & -1 & 1\\ 8 & -12 & 13\\ \end{array} \right) \]

是不是很簡單呢?

三、具體應用:相機內參求逆

以針孔相機爲例,相機內參矩陣K

\[K= \left( \begin{array}{ccc} f_x & 0 & c_x\\ 0 & f_y & c_y\\ 0 & 0 & 1 \\ \end{array} \right) \]

利用伴隨矩陣法求相機內參K的逆矩陣

\[K^{-1}=K_{inv}= \left( \begin{array}{ccc} \frac{1}{fx} & 0 & -\frac{cx}{fx}\\ 0 & \frac{1}{fy} & -\frac{cy}{fy}\\ 0 & 0 & 1 \\ \end{array} \right) \]

參考資料

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