Матрицы и действия над ними.
Основные понятия.
Матрица – прямоугольная таблица чисел, составленная из некоторых математических объектов, состоящая из m строк и n столбцов.
i (m) – номер строки; j (n) – номер столбца
Матрицы спец. вида:
квадратная | единичная | диагональная | матрица строка | матрица столбец | ступенчатая |
Действие над матрицами.
1. Сложение: суммой двух матриц A и B называется матрица С, такая, что
2. Умножение на число: произвед. матрицы Amxn=(aij) на число k наз. матрица Bmxn=(bij) такая, что bij=k*aij
Обладает свойствами: коммутативность [a+b=b+a], ассоциативность [a+(b+c)=(a+b)+c], дистрибутивности [a(b+c)=ab+ac]
кольцо - это множество сведенных на нем операций не слож. и выч.
алгебр. структура – множество сведенных на нем хотя бы одной операции
линейным пространством наз. множ-во сведенное опер. умножение, сложение на число
3. Произведение матриц: А*В наз. такая матрица С, каждый элемент сij которой равен
сумме произведений элементов i-й строки матрицы А на соответствующие элементы j-го столбца матрицы В: (Аmxn; Bcxb; n=c; A*B=Cmxb)
пример: А*В В*А
4. Транспонирование: матрица Ат наз. транспонир., если атij = aji Amxn; Атnxm
пример:
Определители второго и третьего порядков.
Квадратной матрице А порядка n можно составить число detA (или |A|, или ∆), наз. ее определители след. образом:
1. n=1; A=(a1); detA=a1 2. n=2; A= ; |A|=a11*a22 − a12*a21 | 3. n=3; A= ; |
Определитель также наз. детерминантом
свойства:
1. Определитель не изменится, если его строки заменить столбцами и наоборот пример: | 2. При перестановке двух парал. рядов определитель меняет знак: пример: | ||
n3. Определитель, имеющий два одинаковых ряда равен нулю пример: | 4. Если в определителе две строки пропорц., то определитель равен нулю. пример: | ||
5. Если в определителе сумме двух слагаемых, то определитель равен сумме всех определителей пример: | |||
6. Если какая-либо строка в опред. содержит общий множитель, то его можно вынести за знак определителя пример: в 4 свойстве | |||
7. Определитель не изменится, если к элементам одного ряда прибавить соответствующие элементы параллельного ряда, умнож. на любое число
пример:
Теория Лапласа |
3. Миноры и алгебраические дополнения.
Минором (Mij) некоторого элемента аij определителя n-го порядка наз. определитель n-1-го порядка, полученный из исходного путем вычеркивания |
строки и столбца на пересечении некоторых находится выбранный элемент.
Алгебраическим дополнением (Аij) элемента aij определителя наз. его минор, взятый со знаком «плюс», если сумме i+j – четное число, и со знаком «минус», если эта сумма нечетная. Аij=(-1)i+j Mij det A = ak1j Ak1j + ak2j Ak2j + ak3j Ak3j
4. Обратная матрица.
Квадр. матрица А наз. невырожденной (не особен.), если определитель (∆) не равен нулю
невырожденная: detA≠0 вырожденная: detA=0
Матрица А-1 наз. обратной матрице А, если выполн. услов: А*А-1=Е Е-единичная матрица |
AV – наз. присоед., если она составлена из алгебр. дополнений элементов этой матрицы
пример: A= | – взаимная матрица, если явл. транспонированной присоединённой матрицы: =(АV)T |
Формула обратной матрицы