Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
130
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
1.02 Mб
Скачать

1.МАТРИЦІ Й ВИЗНАЧНИКИ

1.1.МАТРИЦІ. ВИДИ МАТРИЦЬ

Матрицею розміром m´n називається прямокутна таблиця чисел, що містить m рядків і n стовпців. Матриці позначаються великими літерами, наприклад, А, B, а елементи матриць – відповідними малими літерами з двома індексами: aij, bij. Перший індекс указує номер рядка, другий – номер стовпця, на перетині яких знаходиться елемент у матриці. Записується матриця за однією із форм:

 

æ a11

a12

...

a1n ö

éa11

a12

...

a1n ù

 

 

a11

a12

...

a1n

 

A =

ça

a

...

a

÷

êa

a

...

a

ú

=

 

a

a

...

a

. (1.1)

ç 21

22

...

 

2n ÷

= ê 21

22

...

 

2n ú

21

 

22

 

 

2n

 

ç ... ...

... ÷

ê ... ...

... ú

... ... ... ...

 

 

ç

a

...

a

÷

êa

a

...

a

ú

 

a

a

...

a

 

 

 

ça

÷

 

mn

 

 

è m1

m2

 

 

mn ø

ë m1

m2

 

mn û

 

 

m1

m2

 

 

 

Скорочені позначення: Аm´n, [aij], ║aij║ (i =

 

,

j =

 

).

 

 

1, m

1, n

 

 

Елементи aii матриці, в яких номер рядка дорівнює номеру стовп-

ця, називаються діагональними та утворюють головну діагональ.

Види матриць

1.Матриця розміром n´n називається квадратною матрицею n-го порядку.

2.Діагональною називається квадратна матриця, в якій всі елементи, що не належать головній діагоналі, дорівнюють нулю.

3.Діагональна матриця, в якій всі елементи головної діагоналі дорівнюють одиниці, називається одиничною матрицею і позначається літерою Е.

4.Матриця будь-якого розміру називається нульовою, якщо всі її елементи дорівнюють нулю. Позначають нульову матрицю літерою О.

5.Матриця, що складається з одного рядка, називається матрицею

(вектором)-рядком, а з одного стовпця– матрицею (вектором)- стовпцем.

6.Квадратна матриця, в якій всі елементи під(над) головною діагоналлю дорівнюють нулю, називається верхньою (нижньою) трику-

тною матрицею.

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

7

æ1 6

8ö

æ2 0

0ö

æ1 0 0ö

æ0

0ö

æ1ö

æ1 2

3ö

ç

 

9

÷

ç

 

3

÷

ç

 

1

÷

ç

 

÷

ç

÷

ç

 

7

÷

ç3

5÷,

ç0

0÷, E=ç0

0÷, O =ç0

0÷, ç2÷,

(1 0 3 5), ç0

9÷

ç

7

2

÷

ç

0

0

÷

ç

0

0

÷

ç

0

÷

ç

÷

ç

0

0

÷

è

4ø

è

8ø

è

1ø

è

0ø

è

3ø

è

5ø

а)

б)

в)

г)

ґ)

д)

е)

квадратна

діагональна

одинична

нульова

матриця-

матриця-

верхня

матриця

матриця

матриця

матриця

стовпець

рядок

трикутна

1.2.ОПЕРАЦІЇ НАД МАТРИЦЯМИ

1.Рівність матриць. Дві матриці А і В однакових розмірів називаються рівними (Аm´n = Bm´n), якщо aij = bij для будь-яких і, j.

2.Множення матриці на число. Добутком матриці Аm´n на число λ називається матриця Вm´n = λАm´n, кожний елемент якої дорівнює добутку відповідного елемента матриці А на число λ (bij = λaij):

 

æ a

a

...

a

ö

 

æ la

la

...

la

ö

 

ç

11

 

12

...

1n ÷

 

ç

11

12

...

1n ÷

A =

ça21

a22

a2n ÷

Þ B = lA =

çla21

la22

la2n ÷

ç

 

 

 

...

...

÷

ç

 

...

...

...

÷.

 

ç ... ...

÷

 

ç ...

÷

 

ça

m1

a

m2

...

a

÷

 

çla

m1

la

...

la

÷

 

è

 

 

mn ø

 

è

m2

 

mn ø

3.Додавання (віднімання) матриць. Сумою (різницею) матриць A і B

однакових розмірів m´n називається матрицяСm´n = Аm´n ± Bm´n, елементи якої cij = aij ± bij:

 

æ a

a

...

a

ö

 

æb

b

...

b

ö

 

 

ç 11

 

12

...

 

1n ÷

 

ç 11

12

...

1n ÷

 

A =

ça21

a22

a2n ÷

B =

çb21

b22

b2n ÷

Þ

ç

 

 

...

...

÷,

ç

 

...

...

÷

 

ç ... ...

÷

 

ç ... ...

÷

 

 

ça

a

m2

...

a

 

÷

 

çb

b

...

b

÷

 

 

è m1

 

 

 

mn ø

 

è m1

m2

 

mn ø

 

 

æ a

±b

a

± b

...

a

±b

ö

 

ç

11

11

 

12

12

...

1n

1n ÷

Þ C = A ± B =

ç a21

±b21

a22

± b22

a2n ±b2n ÷

ç

 

 

 

 

...

...

 

...

÷.

 

ç ...

 

 

 

÷

 

ça

m1

±b

a

m2

± b

...

a

±b

÷

 

è

m1

 

m2

 

mn

mn ø

Приклад 1.1. Знайдіть матрицю 3А – 2В, якщо

æ0

- 2

- 3ö

æ 4

- 2 3ö

ç

 

4

 

÷

ç

 

4

 

÷

A = ç1

5 ÷, B = ç 0

1÷.

ç

3 0

-1

÷

ç

- 2 1

3

÷

è

ø

è

ø

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

8

 

 

 

æ0

- 2 - 3ö

æ 4

- 2

3ö

 

 

æ0 - 6

- 9ö

 

 

 

 

ç

 

4

÷

ç

 

 

÷

=

ç

 

÷

-

 

► 3A - 2B = 3ç1

5 ÷

- 2ç 0

4 1÷

ç3 12 15 ÷

 

 

 

ç

3

0

÷

ç

 

 

÷

 

 

ç

 

÷

 

 

 

 

è

-1ø

è- 2 1

3ø

 

 

è9 0

- 3ø

 

æ

8 - 4 6ö

 

æ 0 - 8

- 6 - (-4) - 9 - 6ö

 

 

æ- 8 - 2

-15ö

ç

÷

=

ç

3 - 0

12 - 8

15 - 2

÷

=

ç

3

4

 

÷

ç

÷

ç

13 . <

- ç

0 8 2÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

ç

÷

 

ç

9 - (-4)

0 - 2

- 3 - 6

÷

 

 

ç

13 - 2

- 9

÷

è

- 4 2 6ø

 

è

ø

 

 

è

ø

4.Множення матриць. Операція множення матриць визначена тільки тоді, коли кількість стовпців першої матриці дорівнює кількості

рядків другої. Добутком матриць Аm´k і Bk´n називається матриця Сm´n = Am´k × Bk´n, кожний елемент якої, що стоїть на перетині i-го рядка та j-го стовпця, дорівнює сумі добутків елементів i-го рядка матриці А на відповідні елементи j-го стовпця матриці В:

k

 

cij = åail blj (i =1, m; j =1, n).

(1.2)

l = 1

Кількість рядків матриці Сm´n = Am´k × Bk´n дорівнює кількості рядків матриці А, а кількість стовпців – кількості стовпців матриці B.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

3ö

Приклад 1.2. Знайти AB і BA, якщо A = (2

-1

4),

 

 

 

 

ç

 

 

÷

 

B = ç

 

 

5÷.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

- 6 ø

 

 

 

 

æ

3 ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1´2 × B3´1 = C1´1 = (2

-1

4çç

5 ÷÷ = (2 ×3 + (-1) ×5 + 4×(-6))= (-23),

 

 

 

 

ç

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è- 6ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ 3×2

 

3×(-1)

 

3×4 ö

æ 6

- 3

 

 

 

 

12

ö

 

ç

 

5×(-1)

 

÷

ç

 

- 5

 

 

 

 

 

÷

 

B3´1 × A1´3 = D3´3 = ç 5×2

 

 

5×4 ÷ = ç 10

 

 

 

 

20÷. <

ç

 

-6×(-1)

÷

ç

 

6

 

- 24

÷

 

è-6×2

 

-6×4ø

è-12

 

ø

 

 

 

 

 

 

æ1 0 2ö

 

 

æ2

 

 

0ö

 

 

 

 

 

B =

ç

6

 

 

÷

Приклад 1.3. Знайти AB і BA, якщо A = ç

 

 

÷,

ç

 

-3 .

 

 

 

 

 

ç

3

 

÷

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

è

5 4ø

 

 

ç

1

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

8ø

 

æ1× 2

+ 0

×6

+ 2×1 1×0 + 0×(-3)+

2×8ö æ

 

4 16ö

 

ç

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

ç

 

÷

A2´3 × B3´2 =C2´2 =ç

3× 2

+5

×6

+ 4×1 3×0 + 5×(-3 +)

4×8

÷ =

ç

 

÷,

 

è

ø

è

40 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

9

æ 2×1+0×3

2×0+0×5

2×2+0×4 ö

æ 2 0 4 ö

ç

 

 

 

÷

ç

 

÷

B3´2 ×A2´3 =D3´3 =ç6×1+(-3 ×3)

6×0+(-3)×5 6×2+(-3)×4÷=ç-3

-15 0 ÷. <

ç

1×1+8×3

1×0+8×5

1×2+8×4

÷

ç

25

÷

è

ø

è

40 34ø

Приклад 1.4. Знайти AB і BA, якщо

 

 

 

 

 

æ1

0

3

ö

æ

0

2

4

ö

ç

 

 

÷

ç

- 3 1

 

÷

A = ç2

-1 4÷, B = ç

2÷.

ç

 

6

÷

ç

1

-1 1

÷

è5 2

ø

è

ø

 

æ1

0

3ö æ 0

2

4ö

 

 

ç

 

÷ ç

 

÷

 

A3´3 ×B3´3 =C3´3 =ç2 -1

4÷×ç-3 1

2÷ =

 

 

ç

2

÷ ç

 

÷

 

 

è5

6ø è 1

-1 1ø

 

æ 1×0 +0×(-3) +3×1

1×2 +0×1+3×(-1)

1×4 +0×2 +3×1 ö æ3 -1 7

ö

ç

 

 

 

 

÷ ç

÷

= ç2×0 +(-1)×(-3) + 4×1 2×2 +(-1)×1+4×(-1) 2×4 +(-1)×2 +4×1÷ = ç7 -1 10÷,

ç

5×0 +2×(-3) +6×1

5×2 + 2×1+6

×(-1)

 

5×4 + 2×2 +6×1

÷ ç

÷

è

 

ø è

0 6 30ø

 

 

æ

0

2

4

ö

æ1

0

3

ö

 

 

 

ç

 

 

 

÷

ç

 

 

÷

 

 

B3´3 × A3´3 = D3´3 = ç- 3 1

2÷ ×ç2 -1 4÷ =

 

 

 

ç

1

-1 1

÷

ç

2

6

÷

 

 

 

è

ø

è5

ø

 

æ

0 ×1+ 2×2 + 4×5 0×0 + 2×(-1) + 4×2 0×3 +2 ×4 + 4×6 ö

æ24 6

32ö

ç

-3×1+1×2 + 2×5 -3×0 +1×(-1) + 2×

 

÷

ç

 

3

 

÷

= ç

2 -3×3 +1×4 +2×6÷

= ç 9

7 ÷. <

ç

1×1-1×2 +1×5

1×0 -1×(-1) +1×2

1×3-1×4 +1×6

÷

ç

4

3

5

÷

è

ø

è

ø

Деякі властивості добутку матриць

1) АВ ВА. Якщо АВ = ВА, то матриці A і B називаються комута-

тивними; 2) добуток діагональних матриць є діагональною матрицею;

3) Em´mAm´n = Am´n, Аm´nЕn´n = Аm´n (Е – одинична матриця);

4) добуток квадратних матриць асоціативний: (АВ)С = А(ВС); 5) (А + B) × C = А × C + B × C;

6) Am´k × Ok´n = Om´n, Om´k × Ak´n = Om´n (Om´n – нульова матриця).

5. Піднесення до цілого додатного степеня: Am = A × A ×... × A .

 

 

 

14243

 

æ1

2

m

Приклад 1.5.

ö

Знайти A3, якщо A = ç

 

÷.

 

ç

3

÷

 

è0

ø

ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”

10

Соседние файлы в папке Вища математика1