Матрицы и определители

1. МАТРИЦЫ И ОПРЕДЕЛИТЕЛИ Программа подготовки бакалавров по направлению «Экономика»

Кафедра Экономики и управления
МАТРИЦЫ
И ОПРЕДЕЛИТЕЛИ
Программа подготовки бакалавров по направлению
«Экономика»

2.

Математика - наиболее
совершенный способ водить
самого себя за нос.
А. ЭЙНШТЕЙН

3.

4.

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

5.

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

6.

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

7.

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.

8.

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

9.

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.

10.

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

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 матриц удобно
различного рода зависимости.
Например:
Распределение
экономики:
ресурсов
по
описывать
отраслям
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
итоговую матрицу.
образуют

17.

Пусть дана матрица
A (aij )
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
A (aij )
B (bij )
Складываем их:
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.

Пусть даны матрицы
A (aij )
m k
B (bij )
k n
Умножаем их:
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 над матрицами
обладают следующими свойствами:
1
А+В=В+А
2
(А+В)+С=А+(В+С)

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

34.

1 4 7
T
A 2 5 8
3 6 9

35.

1. Даны:
1 2
;
A
3
4
5 2
.
B
4
7
Найти: a ) C 5A 7B ; б) D 3A 2B т ;
в) F 9A 2E .
2. Даны:
4 7 1
;
A
3 2 4
4 5 6
B
1 2 2
Найти: a ) C 3A 4B ; б) D 7A Т 3B т ;
в) F A 3E .
3. Даны:
1 2 3
A 4 2 5 ;
1 5
0
3 1 0
B 1 5 2
8 5 1
Найти: a ) C 4A 4B ; б) D 3A Т 5B ;
в) F 2A 5E .

36.

Найти произведение матриц АВ и ВА (если это возможно):
2
1 2
5
.
a) A
B
3 4
;
4
7
7
2
.
B
б) A 1 2 3 0 ;
3
1
2
4 7 1
B
1
;
в) A
.
3 2 4
3
1.
5
г) A
2
2
1
д) A 4
1
2
1
;
4
3
2
5
3
5 ;
0
2
B 3
4
3
0 .
1
3
B 1
8
1
5
5
0
2 .
1
Дана:
2
5
. Найти значение матричного многочлена f(A):
A
4
7
2
a ) f(x) 5x 7 x 5 ; б) f(x) 2x 3 3x 2 4x 3 .
2.
3.
Дана:
1
A 3
1
0
0
5 .
2 4
2
a ) f(x) 7 x 5x 3 ;
2
Найти значение матричного многочлена f(A):
б) f(x) 5x 3 7 x 2 2x 2 .