Операции с матрицами
Определение термина "матрица", основные действия с ней и ее виды. Элементарные преобразования, транспонирование матриц и операции умножения (дистрибутивная) и перемножения (ассоциативная) с ними. Формирование из алгебраических дополнений каждого элемента.
| Рубрика | Математика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.01.2015 |
| Размер файла | 26,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Матрицы и операции над ними
Определение. Матрицей размера mn, где m- число строк, n- число столбцов, называется таблица чисел, расположенных в определенном порядке. Эти числа называются элементами матрицы. Место каждого элемента однозначно определяется номером строки и столбца, на пересечении которых он находится. Элементы матрицы обозначаются aij, где i- номер строки, а j- номер столбца.
А =
Матрица может состоять как из одной строки, так и из одного столбца. Вообще говоря, матрица может состоять даже из одного элемента.
Определение. Если число столбцов матрицы равно числу строк (m=n), то матрица называется квадратной.
Определение. Матрица вида:
= E,
называется единичной матрицей.
Определение. Если amn = anm , то матрица называется симметрической.
Пример: - симметрическая матрица
Определение. Квадратная матрица вида называется диагональной матрицей.
2. Основные действия над матрицами
Сумма (разность) матриц.
Сложение и вычитание матриц сводится к соответствующим операциям над их элементами. Самым главным свойством этих операций является то, что они определены только для матриц одинакового размера.
Суммой (разностью) матриц является матрица, элементами которой являются соответственно сумма (разность) элементов исходных матриц.
cij = aij bij
Обозначение: С = А + В = В + А.
Умножение матрицы на число.
Операция умножения матрицы любого размера на произвольное число сводится умножению к каждого элемента матрицы на это число.
Свойства
(АВ) =А В
А() = А А
Пример: Даны матрицы А = ; B = , найти 2А + В.
2А = ,2А + В = .
3. Произведение двух матриц
Замечание: Операция умножения матриц определена только для матриц, число столбцов первой из которых равно числу строк второй. В противном случае произведение матриц не определено.
Произведением матриц называется матрица, элементы которой могут быть вычислены по следующим формулам:
Обозначение: AB = C;
Из приведенного определения видно, что каждый элемент матрицы С равен алгебраической сумме произведений элементов i - той строки матрицы А на соответствующие элементы j - го столбца матрицы В.
Отсюда правило:
Свойства:
1) Умножение матриц не коммутативно, т.е. АВ ВА даже если определены оба произведения. Однако, если для каких - либо матриц соотношение АВ=ВА выполняется, то такие матрицы называются перестановочными.
Самым характерным примером может служить единичная матрица, которая является перестановочной с любой другой матрицей того же размера. матрица элементарный преобразование транспонирование
Перестановочными могут быть только квадратные матрицы одного и того же порядка.
АЕ = ЕА = А
2) Операция перемножения матриц ассоциативна, т.е. если определены произведения АВ и (АВ)С, то определены ВС и А(ВС), и выполняется равенство:
(АВ)С=А(ВС).
3) Операция умножения матриц дистрибутивна по отношению к сложению, т.е. если имеют смысл выражения А(В+С) и (А+В)С, то соответственно:
А(В + С) = АВ + АС
(А + В)С = АС + ВС.
4) Если произведение АВ определено, то для любого числа верно соотношение:
(AB) = (A)B = A(B).
4. Транспонирование матриц
Определение. Матрицу АТ называют транспонированной матрицей А, если элементы каждой строки матрицы А записать в том же порядке в столбцы матрицы АТ.(т.е. строки матрицы А заменены на столбцы и наоборот)
А = ;АТ=;
Пример: Даны матрицы А = , В = , С = и число = 2. Найти АТВ+С.
AT = ;ATB = = = ;
C = ; АТВ+С = + = .
Пример: Даны матрицы А = и В = . Найти произведение матриц АВ и ВА.
АВ = = .
ВА = = (21 + 44 + 13) = (2 + 16 + 3) = (21).
Пример: Найти произведение матриц А=, В =
АВ = = = .
Определение. Элементарными преобразованиями матрицы назовем следующие преобразования:
1) умножение строки на число, отличное от нуля;
2) прибавление к элементам одной строки элементов другой строки;
3) перестановка строк;
4) вычеркивание (удаление) одной из одинаковых строк (столбцов);
5) транспонирование
5. Обратная матрица
Определение: Матрица называется обратной по отношению к квадратной матрице , если
.
Обратная матрица существует только для квадратной матрицы, определитель которой не равен нулю. Такая матрица называется невырожденной.
Рассмотрим общий подход к нахождению обратной матрицы.
Рассмотрим на примере, как найти обратную матрицу .
Пусть
1)Найти определитель матрицы
.
Так как , то обратная матрица существует.
2) Сформировать матрицу из алгебраических дополнений каждого элемента матрицы.
3) Транспонируем матрицу из алгебраических дополнений.
.
4) Обратная матрица определяется формулой
,
.
Укажем следующие свойства обратных матриц
1. (A-1)-1 = A;
2. (AB)-1 = B-1A-1
3. (AT)-1 = (A-1)T.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные операции над матрицами и их свойства. Произведение матриц или перемножение матриц. Блочные матрицы. Понятие определителя. Панель инструментов Матрицы. Транспонирование. Умножение. Определитель квадратной матрицы. Модуль вектора.
реферат [109,2 K], добавлен 06.04.2003Основные действия над матрицами, операция их умножения. Элементарные преобразования матрицы, матричный метод решения систем линейных уравнений. Элементарные преобразования систем, методы решения произвольных систем линейных уравнений, свойства матриц.
реферат [111,8 K], добавлен 09.06.2011Размеры прямоугольной, квадратной, диагональной, скалярной матриц. Линейные операции над матрицами. Умножение строки на столбец (скалярное произведение). Транспонирование матрицы, ее элементы. Образование треугольной таблицы, состоящей из строк, столбцов.
презентация [1,4 M], добавлен 03.12.2016Доказательство линейной независимости системы векторов пирамиды. Расчет длины ребра, угла между ребрами. Составление уравнения прямой и плоскости. Выполнение операций для матриц. Величина главного определителя. Поиск алгебраических дополнений матрицы.
контрольная работа [156,0 K], добавлен 20.03.2017Понятие матрицы и линейные действия над ними. Свойства операции сложения матриц. Определители второго и третьего порядков. Применение правила Саррюса. Основные методы решения определителей. Элементарные преобразования матрицы. Свойства обратной матрицы.
учебное пособие [223,0 K], добавлен 04.03.2010Применение матриц и их виды (равные, квадратные, диагональные, единичные, нулевые, вектор-строка, вектор-столбец). Примеры действий над матрицами (умножение на число, сложение, вычитание, умножение и транспонирование матриц) и свойства полученных матриц.
презентация [74,7 K], добавлен 21.09.2013Понятие "матрица" в математике. Операция умножения (деления) матрицы любого размера на произвольное число. Операция и свойства умножения двух матриц. Транспонированная матрица – матрица, полученная из исходной матрицы с заменой строк на столбцы.
контрольная работа [26,2 K], добавлен 21.07.2010Правила произведения матрицы и вектора, нахождения обратной матрицы и ее определителя. Элементарные преобразования матрицы: умножение на число, прибавление, перестановка и удаление строк, транспонирование. Решение системы уравнений методом Гаусса.
контрольная работа [462,6 K], добавлен 12.11.2010Примеры алгебраических групп матриц, классические матричные группы: общая, специальная, симплектическая и ортогональная. Компоненты алгебраической группы. Ранг матрицы, возвращение к уравнениям, совместимость. Линейные отображения, действия с матрицами.
курсовая работа [303,7 K], добавлен 22.09.2009Решение задач линейной алгебры с разреженными матрицами на примере дискретизации уравнения Пуассона. Сущность векторных и матричных норм, основные виды итерационных методов, определение и условия их сходимости. Понятие инвариантных подпространств.
учебное пособие [409,8 K], добавлен 02.03.2010Понятие матрицы, его источники и развитие в математической науке, основные элементы и их взаимодействие. Описание действий с матрицами: сложение, вычитание, умножение между собой и на число, транспортирование. Свойства транспортированных матриц.
контрольная работа [92,9 K], добавлен 02.06.2010Вычисление определителя, алгебраических дополнений. Выполнение действий над матрицами. Решение систем линейных уравнений по формулам Крамера, методом Гауса. Определение плана выпуска химикатов на заводе. Составление экономико-математической модели задачи.
контрольная работа [184,8 K], добавлен 25.03.2014Прямоугольная таблица, составленная из чисел или матрица. Произвольная квадратная матрица, ее численная характеристика (определитель). Определители первого и второго порядка. Понятие минора элемента матрицы. Свойства определителей, транспонирование.
реферат [56,8 K], добавлен 19.08.2009Понятие матрицы. Метод Гаусса. Виды матриц. Метод Крамера решения линейных систем. Действия над матрицами: сложение, умножение. Решение систем линейных уравнений методом Гаусса. Элементарные пребразования систем. Математические перобразования.
лекция [45,4 K], добавлен 02.06.2008Определение, свойства, виды и историческое происхождение матриц. Расчет определителя третьего порядка. Правило Саррюса для треугольников. Алгоритм построения и единственность обратной матрицы. Исследование линейных отображений векторных пространств.
контрольная работа [308,2 K], добавлен 12.12.2013Операция умножения матриц на примере. Сложение линейных операторов, главные свойства. Определение групп Ли, линейные и индуцированные представления. Сущность понятия "унитарный трюк". Ассоциативная алгебра с полимиальным тождеством. Радикал Джекобсона.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.07.2016Ознакомление с вычислительными и графическими возможностями интегрированной системы. Нахождение корней полинома, формирование матриц с коэффициентом левой части системы и вектора свободных членов, перемножение матриц с транспонированием в столбец.
лабораторная работа [406,5 K], добавлен 11.03.2012Назначение и определение алгебраического дополнения элемента определителя. Особенности неоднородной системы линейных алгебраических уравнений. Определение размера матрицы. Решение системы уравнений методом Крамера. Скалярные и векторные величины.
контрольная работа [320,1 K], добавлен 13.07.2009Линейные операции над матрицами. Умножение и вычисление произведения матриц. Приведение матрицы к ступенчатому виду и вычисление ранга матрицы. Вычисление обратной матрицы и определителя матрицы, а также решение систем линейных уравнений методом Гаусса.
учебное пособие [658,4 K], добавлен 26.01.2009Понятие матрицы, ее ранга, минора, использование при действиях с векторами и изучении систем линейных уравнений. Квадратная и прямоугольная матрица. Элементарные преобразования матрицы. Умножение матрицы на число. Класс диагональных матриц, определители.
реферат [102,8 K], добавлен 05.08.2009
