Презентация Лекция №5 Матрицы

1. Матрицы

МАТРИЦЫ

2.

Матрицей размера m x n называется
прямоугольная таблица чисел,
содержащая m строк и n столбцов.
Числа, составляющие
матрицы.
матрицу,
называются
элементами

3.

Обозначение:
A
- матрица размерности m x n
aij
- элемент матрицы i –ой строки и j -го
столбца,
m n
где
i=1,2…m
j=1,2…n

4.

a11
a21
A (aij )
m n
...
a
m1
a12
a22
...
am 2
... a1n
... a2 n
... ...
... amn

5.

Виды матриц
Прямоугольная
Квадратная
Нулевая
Единичная
Диагональная
Симметричная
Вырожденная
Равные
Треугольная
Квазитреугольная (ступенчатая или трапециевидная)
Матрица-строка или строчная матрица
Матрица-столбец или столбцевая матриц

6.

Две матрицы называются равными, если
у них одинаковая размерность и
совпадают строки и столбцы.
Если число строк матрицы равно числу ее
столбцов, то такая матрица называется
квадратной.

7.

0 2
1
A 2 4
5
0 3 1
- квадратная матрица размерности 3х3

8.

Элементы матрицы aij , у которых номер
столбца совпадает с номером строки,
называются диагональными.
Если в квадратной матрице все
диагональные элементы равны 1, а
остальные элементы равны 0, то
она называется единичной.

9.

1
0
E
...
0
0
1
...
0
...
...
...
...
0
0
...
1

10. СВОЙСТВО ЕДИНИЧНОЙ МАТРИЦЫ: A•E=E•A=A

СВОЙСТВО
ЕДИНИЧНОЙ МАТРИЦЫ:
A•E=E•A =A
5 7 4 1 0 0 5 7 4
3 6 8 0 1 0 3 6 8
11 4 0 0 0 1 11 4 0
1 0 0 5 7 4 5 7 4
0 1 0 3 6 8 3 6 8
0 0 1 11 4 0 11 4 0

11.

Матрица любого размера называется
нулевой, если все ее элементы равны 0.
0
0
...
0
0
0
...
0
...
...
...
...
0
0
...
0

12.

Матрица, состоящая из одной строки,
называется матрицей-строкой или
вектором-строкой.
A (a11 a12 ... a1n )

13.

Матрица, состоящая из одного столбца,
называется матрицей-столбцом или
вектором-столбцом.
b11
b21
B
b
n1

14.

С помощью
зависимости.
матриц
удобно
описывать
различного
рода
Например:
Распределение ресурсов по отраслям экономики:
Ресурсы
Промышленность
с/хозяйство
Эл.
энергия
Труд.
ресурсы
Водные
ресурсы
8
7.2
5
3
4.5
5.5

15.

Эту зависимость можно представить в виде матрицы:
8 7.2
A 5
3
3 2
4.5 5.5
Где элемент aij показывает сколько i – го ресурса потребляет j –
отрасль.
Например, a32 показывает, сколько воды потребляет сельское
хозяйство.

16.

Чтобы умножить матрицу на число, надо
каждый элемент матрицы умножить на
это число.
Полученные произведения образуют итоговую матрицу.

17.

A (aij )
Пусть дана матрица
m n
Умножаем ее на число λ:
A B
Где каждый элемент матрицы В:
bij aij
Где:
i 1,2...m
j 1,2...n

18.

Например:
Умножая матрицу
2 3 0
A
1 0 4
на число 2, получим:
2 2 3 2 0 2 4 6 0
A 2
1 2 0 2 4 2 2 0 8

19.

Складываются матрицы одинаковой
размерности. Получается матрица той же
размерности, каждый элемент которой
равен сумме соответствующих
элементов исходных матриц.

20.

Пусть даны матрицы
Складываем их:
A (aij )
B (bij )
A B C
Где каждый элемент матрицы С:
cij aij bij
Аналогично проводится вычитание матриц.

21.

Найти сумму и разность матриц:
2 3 0
A
1 0 4
0 2 3
B
1 5 2

22.

2 1 3
A B
2 5 6
2 5 3
A B
0 5 2

23.

Умножение матриц возможно, если число
столбцов первой матрицы равно числу строк
второй.
Тогда каждый элемент полученной матрицы
равен сумме произведений элементов i – ой
строки
первой
матрицы
на
соответствующие элементы j-го столбца
второй.

24.

A (aij )
Пусть даны матрицы
m k
Умножаем их:
B (bij )
k n
A
B
C
m k k n
m n
Где каждый элемент матрицы С:
cij ai1b1 j ai 2b2 j ... aik bkj
i 1,2...m
j 1,2...n

25.

Найти произведение матриц:
2 3 0
A
1 0 4
1 0
B 1 4
0 2

26.

Число столбцов первой матрицы равно
числу строк второй, следовательно их
произведение существует:
2 1 3 1 0 0 2 0 3 4 0 2 5 12
A B
2 3 3 2
1 1 0 1 4 0 1 0 0 4 4 2 1 8

27.

Теперь перемножим матрицы в обратном порядке:
1 2 0 1 1 3 0 0 1 0 0 4 2 3 0
B A 1 2 4 1 1 3 4 0 1 0 4 4 6 3 16
3 2 2 3
0 2 2 1 0 3 4 0 0 0 2 4 2 0 8
Умножение
матриц
некоммутативно:
в
A B B A
общем
случае

28.

Перечисленные
операции
следующими свойствами:
над
матрицами
1
А+В=В+А
2
(А+В)+С=А+(В+С)
обладают

29.

3
λ(А+В)= λА+λВ
4
А(В+С)=АВ+АС
5
А(ВС)=(АВ)С

30.

Матрица АТ называется
транспонированной к матрице А, если
в ней поменяли местами строки
и столбцы.
a11
a21
A
m n
...
a
m1
a12
a22
...
am 2
... a1n
... a2 n
... ...
... amn
a11 a21
a12 a22
T
A
... ...
n m
a1n a2 n
... am1
... am 2
... ...
... amn

31.

1
(АТ)Т=А
2
(А+В)Т=АТ+ВТ

32.

3
(λА)Т= λАТ
4
(АВ)Т=ВТАТ

33.

Транспонировать матрицу:
1 2 3
A 4 5 6
7 8 9
1 4 7
T
A 2 5 8
3 6 9