background image

DZIAŁANIA NA MACIERZACH

Macierz - układ liczb rzeczywistych lub zespolonych, zapisanych w postaci dwuwymiarowej tablicy

Zapis:   A

lub        [a

ij

],

i = 1,2,...,m,   j=1,2,...,n      gdzie:   a

ij

- wyrazy macierzy 

- pierwszy indeks - nr wiersza
- drugi indeks - nr kolumny

Para liczb   m x n  nazywa się wymiarem macierzy

Macierz

Wektor

=

mn

m

n

a

a

a

a

a

a

A

L

L

M

L

L

M

M

L

L

L

1

21

1

12

11

=

m

X

X

X

M

M

1

Macierze jednakowego typu - jednakowa liczba kolumn i wierszy.

ZAPIS INDEKSOWY 

[a

i

] - wektor

[a

ij

] - macierz - tablica, w której każda kolumna jest wektorem

[a

ijk

] - sześcian, w który każda warstwa jest macierzą

[a

ijkl

]- wektor, w którym każdy element jest sześcianem 

a

4213

-

wyraz w  4-tym wierszu, 

2-giej kolumnie,

1-szej warstwie, 

3-cim sześcianie.

a

243

- wyraz w  2-gim wierszu, 

4-tej kolumnie, 
3-ciej warstwie

background image

MNOŻENIE MACIERZY

C = A

B

c

ij

= a

ik

b

kj

Uwaga!!!   Długość wiersza macierzy równa wysokości kolumny macierzy B

Wyraz macierzy   c

ij

= a

ik

b

kj

k=1,2,3

i, j - indeksy żywe (określają pozycję wyrazu w macierzy wynikowej)
- indeks niemy (powtórzony 2 razy określa sumę po wszystkich możliwych wyrazach)

c

ik

= a

ik

b

kj

jest elementem macierzy 2-go rzędu, indeks niemy k powtórzony 3 razy

c

ij

= a

ik

b

kj

= a

i1

b

1j

+ a

i2

b

2j

+ a

i3

b

3j 

,   k=1,2,3

Przykład:      a

ijkj

i, j, k = 1,2,3  - wyraz macierzy 3x3, której każdy wyraz jest sumą 

a

ik

= a

ijkj

= a

i1k1

+ a

i2k2

+ a

i3k3

a

ikk

i, k = 1,2,3  - wyraz wektora 3x1, którego każdy wyraz jest sumą  

a

i

= a

ikk

= a

i11

+ a

i22

+ a

i33

ZADANIE  1.   Wykonaj mnożenie   C = A

B

Mnożenie macierzy nie jest przemienne

A

B

B

A

ale    E

A = A

E ,   gdzie  A - macierz kwadratowa,   E - macierz jednostkowa

background image

Macierz osobliwa        det A = 0

Macierz transponowana        A

T

,     [a

ik

]

= [a

ki

]

Macierz symetryczna A

A = A

T

,     [a

ik

] = [a

ki

]

Macierz antysymetryczna (skośnie symetryczna)      A ,    A =- A

T

[a

ik

] = -[a

ki

]

MACIERZE KWADRATOWE

– liczba kolumn jest równa liczbie wierszy

Macierz 

Macierz

diagonalna

jednostkowa

=

nn

a

a

a

A

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

21

11

O

E

A

A

E

E

=

=

,

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

O

WYZNACZNIK MACIERZY KWADRATOWEJ 

A

jest pewną liczbą przypisaną tej macierzy. 

Oznaczenie wyznacznika symbolem    

Wyznacznikiem n-tego stopnia nazywamy liczbę, która układowi n

2

liczb a

ik

przypisuje wartość

lub     det A

lub     det A

Stopień wyznacznika jest określony przez wymiar macierzy kwadratowej

- wyznacznik 2-go stopnia - wyznacznik macierzy 2x2
- wyznacznik 3-go stopnia - wyznacznik macierzy 3x3  

background image

Wyznacznik drugiego stopnia oblicza się według wzoru: 

Wyznacznik trzeciego stopnia oblicza sie według tzw. 

reguły Sarrusa

:

ZADANIE  2.  
Oblicz wyznacznik macierzy

700

48

72

805

96

84

45

9

6

3

8

5

2

7

4

1

=

+

+

=

=

A

0

48

72

105

96

84

45

9

8

7

6

5

4

3

2

1

=

+

+

=

=

A

Wyznacznik n-tego stopnia oblicza się wg twierdzenia Laplace'a :

a) wyznacznik rozwinięty wg k-tego wiersza

b) wyznacznik rozwinięty wg k-tej kolumny

A

ik

dopełnieniem algebraicznym wyrazu a

ik

macierzy A --> 

gdzie W

ik

jest podwyznacznikiem oraz 

PODWYZNACZNIK (MINOR)  W

ik

wyznacznika  -tego stopnia  

nazywamy wyznacznik (n-1)-tego stopnia, który powstaje z wyznacznika W 

po opuszczeniu w  nim i-tego wiersza i k-tej kolumny. 

Nazywamy go minorem wyrazu a

ik

.

=

=

+

+

+

=

n

J

kj

kj

kn

kn

k

k

k

k

A

a

 

 A

 a

 ... 

 

 A

a

 

 A

 a

 A 

1

2

2

1

1

det

=

=

+

+

+

=

n

i

ik

ik

nk

nk

k

k

k

k

A

a

 

 A

 a

 ... 

 

 A

a

 

 A

 a

 A 

1

2

2

1

1

det

( )

ik

k

i

ik

W

A

=

+

1

background image

Macierz odwrotna

A · A

-1

= A

-1

· A = E

def.: 

, gdzie A

D

– macierz dopełnie

ń

 algebraicznych

MACIERZ  ODWROTNA  (macierzy kwadratowej)

ZADANIE  3.  Wyznacz macierz odwrotną  A

-1

=

0

4

0

6

3

0

5

2

1

A





















−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

====

3

6

3

4

0

20

0

0

24

Α

D

=

3

4

0

6

0

0

3

20

24

T

D

A

Det A = -24