background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

Zadanie 1 
a) Niech 

=

1

2

2

0

1

0

1

2

A

 

=

0

1

1

0

2

2

0

3

B

      

=

0

2

2

1

3

0

1

4

C

 

 
Wyznacz macierz  

A

T

 + 2B - C

T

 

b) Wyznacz macierz X wiedząc, że  

( )

=

0

6

6

3

3

T

X

 

(odp. a) 

1

2

6

0

4

6

1

4

, b) 

=

0

2

2

1

X

Zadanie 2 
Zapisz w prostszej postaci: 

( )

T

T

AB

 

(

)

T

T

T

B

A

A

+

+

(

)

(

)

T

T

T

C

B

A

+

( )

(

)

T

T

C

AB

+

(

)(

)

(

)

T

T

T

A

A

A

A

+

 

 
Zadanie 3 

a)

 

Dla macierzy A = 

2

3

2

1

0

1

 i B = 

1

3

0

1

2

1

 wyznacz iloczyny A

B  i B

A,  

 

b)

 

Niech  A = 

1

2

0

1

B = 

1

3

1

0

,  wyznacz A

B  , B

A , (A

B)

T

  i B

T

A

T

 

c)

 

Wyznacz macierz X jeśli    

[

] [

]

=

3

1

0

0

2

1

3

2

2

1

1

1

0

T

T

X

 

(odp. a) A

B = 

2

1

1

2

, B

A = 

5

3

5

1

0

1

5

6

5

;  

b) A

B = 

3

3

1

0

, B

A = 

1

5

1

2

; (A

B)

T

  = 

3

1

3

0

, B

T

A

T

 = 

3

1

3

0

;  

c)  





=

3

2

X

Zauważ, że mnożenie macierzy nie jest przemienne. 

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

Zauważ, że spełniona jest własność (A

B)

T

  = B

T

A

T

 

 
Zadanie 4 
Sprawdzić, że następujące zbiory macierzy 

a)

 

>

R

b

a

b

a

a

b

b

a

,

,

0

,

:

,  

b)

 

R

α

α

α

α

α

:

cos

sin

sin

cos

 

z działaniem mnożenia macierzy są grupami  abelowymi.  
 
Zadanie 5 
Uzasadnić, że dla macierzy kwadratowych zachodzi własność 

tr(AB) = tr(BA) 

 
Zadanie 6 

Oblicz AB i BA jeśli A = 

8

7

6

2

5

4

2

3

2

a)  

B = 

1

0

0

0

0

0

0

1

a

b)  

B = 

1

0

0

1

0

0

0

1

b

c)  

B = 

0

0

0

1

0

0

0

0

0

 

(odp. a) AB = 

8

7

6

2

5

4

2

3

2

a

a

a

BA = 

8

7

6

2

5

4

2

3

2

a

a

a

b) AB = 

+

+

8

7

7

6

2

5

5

4

2

3

3

2

b

b

b

BA = 

+

+

8

7

6

8

2

7

5

6

4

2

3

2

b

b

b

c) AB = 

7

0

0

5

0

0

3

0

0

,  BA = 

0

0

0

8

7

6

0

0

0

 
Zadanie 7 
a)

 

Sprawdź, że wynikiem mnożenia AB, gdzie  

=

44

43

42

41

34

33

32

31

24

23

22

21

14

13

12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

=

0

1

0

0

B

 

jest macierz równa trzeciej kolumnie macierzy A. 
Jaka powinna być macierz B, aby w ten sposób otrzymać drugą kolumnę macierzy A? 
b)

 

Sprawdź, że wynikiem mnożenia BA, gdzie  

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

[

]

0

0

0

1

=

B

=

44

43

42

41

34

33

32

31

24

23

22

21

14

13

12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

 

jest macierz równa pierwszemu wierszowi macierzy A. 
Jaka powinna być macierz B, aby w ten sposób otrzymać czwarty wiersz macierzy A? 

(odp. a) 

=

0

0

1

0

B

, b) 

[

]

1

0

0

0

=

B

 
Zadanie 8 
a)

 

Sprawdź, że wynikiem mnożenia BA, gdzie  

=

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

B

=

44

43

42

41

34

33

32

31

24

23

22

21

14

13

12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

 

jest macierz otrzymana z macierzy A przez przestawienie drugiego i czwartego wiersza. 
Zauważ, że macierz B jest macierzą permutacji. 
Jaka powinna być macierz B, aby w ten sposób otrzymać przestawienie pierwszego i drugiego wiersza 
macierzy A? 
b)

 

Sprawdź, że wynikiem mnożenia BA, gdzie  

=

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

c

B

=

44

43

42

41

34

33

32

31

24

23

22

21

14

13

12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

 

jest macierz otrzymana z macierzy A przez pomnożenie jej trzeciego wiersza przez liczbę c. 
Jaka powinna być macierz B, aby w ten sposób otrzymać pomnożenie czwartego wiersza macierzy A 
przez 5? 
c)

 

Sprawdź, że wynikiem mnożenia BA, gdzie  

=

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

c

B

=

44

43

42

41

34

33

32

31

24

23

22

21

14

13

12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

 

jest macierz otrzymana z macierzy A przez dodanie do jej trzeciego wiersza, pierwszego wiersza 
pomnożonego przez liczbę c. 
Jaka powinna być macierz B, aby w ten sposób otrzymać dodanie do  czwartego wiersza, drugiego 
wiersza pomnożonego przez 7? 
 
Zauważ, ze iloczyny a), b), c) odpowiadają elementarnym operacjom na wierszach macierzy A. 
 

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

(odp. a) 

=

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

B

,  

b) 

=

5

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

B

,  

c) 

=

1

0

7

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

B

Zadanie 9 
Oblicz, 

a)  

3

0

0

0

1

0

0

0

1

0

,  b)  

n

a

a

a

0

0

1

0

0

1

,  c)  

n

3

0

0

0

2

0

0

1

2

   

 

(odp. a) 0, b) 

n

n

n

n

n

n

a

na

a

a

n

n

na

a

0

0

0

2

)

1

(

1

2

1

,  

c) 

n

n

n

n

n

)

3

(

0

0

0

2

0

0

2

2

1

 
Zadanie 10 

Oblicz 

5

2

)

(

2

+

=

x

x

 

A

f

 

 jeśli A = 

1

2

3

4

(

2

6

9

7

 
Zadanie 11 
Oblicz wyznaczniki macierzy: 

A = 

3

1

1

2

,  B = 

1

0

0

3

2

1

3

2

1

C = 

0

2

1

0

0

3

0

1

2

0

0

0

1

0

2

1

,  D = 

1

0

0

0

0

3

0

0

2

0

1

0

1

0

2

2

 

(odp. detA = 7, detB = 0, detC = -2, detD = -6) 

 

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

Zadanie 12 
Oblicz wyznaczniki macierzy: 

A = 

16

9

4

8

9

4

3

2

3

1

1

1

1

7

1

0

0

0

5

4

0

0

0

3

2

B = 

4

3

0

0

0

0

5

4

0

0

0

0

0

0

0

0

6

3

0

0

5

2

0

0

0

0

2

3

0

0

0

0

0

0

5

1

(odp. detA = -4, detB = -99) 

 
Zadanie 13 

Sprawdź, że 

( )

n

T

T

A

B

BA

4

)

4

det(

1

=

, dla dowolnych nieosobliwych macierzy stopnia n

 
Zadanie 14 
Rozwiąż równanie: 

0

4

0

12

3

1

2

4

3

=

+

x

x

 

(odp.  -10, 2) 

 
Zadanie 15 
Wyznacz (jeżeli istnieje) macierz odwrotną do macierzy: 

a)

 

1

2

0

0

4

1

3

2

1

;   

b)  

3

3

3

2

2

2

1

1

1

c)  

0

1

1

2

0

0

1

1

1

;  d)  

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

; e) 

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

(odp. a) 

25

,

0

25

,

0

25

,

0

375

,

0

125

,

0

125

,

0

5

,

1

5

,

0

5

,

0

,  

b) 

6

1

4

1

0

6

1

0

2

1

0

4

1

2

1

, c) 

0

5

,

0

0

5

,

0

25

,

0

5

,

0

5

,

0

25

,

0

5

,

0

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

d) 

25

,

0

25

,

0

251

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

25

,

0

,  

e) 

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

 
Zadanie 16 
Wyznacz (stosując jedną i drugą metodę)  macierz odwrotną do macierzy: 

A = 

3

2

2

1

B = 

1

1

0

2

3

1

0

0

2

1

0

0

0

1

0

0

0

1

(odp. A

-1

 = 

1

2

2

3

B

-1

  = 

3

1

5

,

0

2

1

5

,

0

0

0

5

,

0

I

-1

  = I

Zadanie 17 

Wyznacz macierz X jeśli  

a) 

=

1

0

1

1

1

0

2

3

1

0

0

2

X

 

 

 

b) 

[

]

1

0

2

1

1

0

2

3

1

0

0

2

=

X

 

 

c) 

=

2

0

0

1

1

0

1

1

0

2

3

1

0

0

2

X

   

 

d) 

=

1

2

0

1

1

1

1

1

0

2

3

1

0

0

2

X

 

 

e) 

=

1

3

4

2

3

5

2

3

2

3

1

2

X

 

f) 

=

1

0

0

0

6

0

2

5

0

1

1

0

X

 

 

g) 

T

T

X

=

4

3

2

1

1

0

0

1

4

3

2

1

4

3

2

1

1

 

h) 

=

5

4

3

2

2

5

1

2

1

0

2

3

X

 

 

i) 

=

0

2

4

1

3

2

1

0

1

5

4

1

4

3

1

X

 

 

j) 

=

0

2

4

1

3

2

1

0

1

5

4

1

4

3

1

X

 

 

k) 

=

12

4

6

2

6

2

3

1

2

2

1

1

X

 

 

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

l) 

T

T

T

I

X

+



=



0

1

2

1

3

0

3

1

2

2

3

5

1

2

1

1

0

2

3

0

0

1

1

0

2

2

2

 

(odp. a) 

=

5

,

2

5

,

1

5

,

0

X

, b) 

[

]

3

1

5

,

0

=

X

,   

c) 

=

5

,

6

1

5

,

4

1

5

,

0

0

X

 

d) 

=

1

1

5

,

0

5

2

5

,

0

X

e) 

=

18

34

13

24

X

, f) 

=

0

0

6

1

0

X

, g) 

=

7

6

4

2

X

, l) 

=

18

30

10

18

X

 
Zadanie 18 
Znaleźć rząd macierzy: 

a)  

1

1

1

1

7

2

1

2

4

3

2

1

b)  

0

0

1

1

1

1

0

0

0

4

3

2

;     c) 

2

1

5

4

3

3

2

2

d) 

1

1

0

3

0

1

2

0

0

2

0

0

,    e) 

0

0

1

0

2

3

1

0

f) 

1

0

1

1

2

2

0

1

0

1

1

0

2

0

0

 

g)  

2

1

0

3

1

2

;  

h)  

[

]

7

2

i)  

[

]

0

0

; j) 

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

 

 

(odp. a) 3, b) 3, c) 2, d) 2, e) 2, f) 3, g) 2, h) 1, i) 0, j) 4) 

 
Zadanie 19 
Znaleźć rząd macierzy: 

a)  

1

4

5

2

3

1

1

0

1

b)  

4

0

3

5

7

0

5

1

4

0

3

2

;   

 c)  

3

0

2

1

1

1

3

3

2

1

5

4

3

0

2

1

 

(odp. a) 2, b) 3, c) 2) 

 
Zadanie 20 

Wyznacz rząd macierzy 

=

c

c

A

1

1

 w zależności od parametru c. 

 

(odp. rA = 1, gdy c = 1 lub c = -1, rA = 2, dla pozostałych c

background image

L.Kowalski – zadania z macierzy - Zestaw 1 

 

 

Zadanie 21 
Znaleźć macierz permutacji  

a) 





1

2

3

4

4

3

2

1

, b) 





2

4

1

3

4

3

2

1

.  

(odp. a) 

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

, b) 

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

Zadanie 22 
Sprawdź przez indukcję, że 

n

n

n

n

n

n

n

n

n

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

1

2

,

1

1

2

)

1

(

1

2

,

1

1

,

1

33

32

31

23

22

21

1

13

12

11

...

)

1

(

0

0

0

0

0

0

0

=

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

 

 
Zadanie 23 

Ile powinien wynosić wyznacznik macierzy A spełniającej równanie 

0

2

=

T

A

A

.  

 (odp. 0 lub 1) 

 
Zadanie 24 
Oblicz  

a)

 

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

det

, b) 

0

0

0

0

5

0

0

0

4

1

0

0

3

1

1

0

2

1

1

1

1

1

1

1

1

det

 

(odp. a)1, b) 5!) 

 
Zadanie 25 

 Dla macierzy: 

A = 

1

2

0

1

B = 

1

3

1

0

 

sprawdź, że det(AB) = detAdetB=det(BA), chociaż 

BA

AB

 

 
Zadanie 26 
Oblicz A

T

A i AA

T

 gdy  

a)  A = [1   2   3]

T

b)   A = [1   -2   3   -4], 

 
Zadanie 27 
Oblicz X

T

AX gdy  

A = 

4

3

3

2

,   

X = [x, y]

T

 

L.Kowalski

, 15.03.2010