Элементы матричной алгебры

Содержание

Слайд 2

Слайд 3


Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

1.2. Операции с матрицами и их свойства Равенство матриц.

1.2. Операции с матрицами и их свойства

Равенство матриц.

Слайд 10

Согласно (1.8) элемент Cij равен сумме произведений элементов строки i матрицы

Согласно (1.8) элемент Cij равен сумме
произведений элементов строки i матрицы

A на
соответствующие элементы столбца j матрицы B.
Слайд 11

Рис. 1.1 Схема операции умножения матриц

Рис. 1.1 Схема операции умножения матриц

Слайд 12

Пример 1.4. Найти произведение

Пример 1.4. Найти произведение

Слайд 13

Пример 1.5. Найти произведение квадратной матрицы и вектор–столбца.

Пример 1.5. Найти произведение квадратной
матрицы и вектор–столбца.

Слайд 14

Произведение двух матриц не обладает переместительным свойством: , в чем можно

Произведение двух матриц не обладает
переместительным свойством:

,

в чем можно убедиться на

примере:


,

, тогда

и

.

Слайд 15

1.3. Определитель матрицы . . (1.10)

1.3. Определитель матрицы

.

. (1.10)

Слайд 16

Пример 1.6. Вычислить определитель 3-го порядка

Пример 1.6. Вычислить определитель 3-го порядка

Слайд 17

Линейная зависимость и линейная комбинация элементов матрицы Запишем два столбца: ,

Линейная зависимость и линейная комбинация
элементов матрицы
Запишем два столбца:



,

(1.14)

где λ – действительное число.

Указанные столбцы A1 и A2 являются линейно
зависимыми, вследствие их связи через коэффициент
пропорциональности λ.

Слайд 18

Свойства определителей 1. Равноправие строк и столбцов 2. Если все элементы

Свойства определителей

1. Равноправие строк и столбцов

2. Если все элементы какого-либо столбца

(строки)
определителя равны нулю, то сам определитель равен
нулю

3. При перестановке местами двух любых
столбцов определителя его знак изменяется
на противоположный; абсолютная величина
не меняется

Слайд 19

4. Определитель с двумя одинаковыми столбцами (строками) равен нулю: 5. Если

4. Определитель с двумя одинаковыми столбцами
(строками) равен нулю:

5. Если какой-либо

столбец определителя
является линейной комбинацией других его столбцов,
то определитель равен нулю

6. Определитель не изменится, если к любому его
столбцу прибавить произвольную линейную
комбинацию других столбцов

7. Общий множитель некоторого столбца (строки)
определителя можно вынести за знак этого определителя

Слайд 20

1.4. Алгебраические дополнения и миноры Рассмотрим определитель D 3-го порядка (n

1.4. Алгебраические дополнения и миноры

Рассмотрим определитель D 3-го порядка (n =

3):

Выделим в нем, например, элемент aij = a13.

. (1.24)


Слайд 21

Алгебраическое дополнение На рис.1.1 показаны знаки сомножителя (-1)i+j для определителя 3-го порядка Рис. 1.2

Алгебраическое дополнение

На рис.1.1 показаны знаки сомножителя (-1)i+j
для определителя 3-го

порядка

Рис. 1.2

Слайд 22

Пример 1.9. Проверить, что для треугольных матриц определитель равен произведению диагональных

Пример 1.9. Проверить, что для треугольных
матриц определитель равен произведению


диагональных элементов и det A = det AT:

,

.

Слайд 23

1.5. Обратная матрица Обратной матрицей A-1 по отношению к исходной A

1.5. Обратная матрица

Обратной матрицей A-1 по отношению к исходной A


называется такая матрица, которая, будучи умноженной
на исходную слева или справа, даст единичную матрицу:

. (1.28)


Слайд 24

Обращение матрицы можно осуществить по следующему правилу. 1. Вычислить определитель исходной

Обращение матрицы можно осуществить
по следующему правилу.

1. Вычислить определитель исходной

матрицы
Δ = det A.

3. Транспонировать матрицу алгебраических
дополнений, что дает присоединенную матрицу
по отношению к исходной матрице A.

4. Каждый элемент присоединенной матрицы
разделить на определитель исходной матрицы Δ.

Слайд 25

Пример 1.10. Произвести обращение матрицы и доказать, что она обратная. Решение

Пример 1.10. Произвести обращение матрицы

и доказать, что она обратная.

Решение


Слайд 26

Доказательство: Если A-1 – обратная матрица, то справедливо выражение AA-1 = E.

Доказательство: Если A-1 – обратная матрица,
то справедливо выражение AA-1

= E.
Слайд 27

1.6. Системы линейных алгебраических уравнений Предположим, что задана система m линейных

1.6. Системы линейных алгебраических уравнений

Предположим, что задана система m линейных


уравнений относительно n неизвестных x1, x2, …, xn.
В развернутой форме её можно записать так:
Слайд 28

Слайд 29

Примером системы, обладающей единственным решением является, например:

Примером системы, обладающей единственным
решением является, например:

Слайд 30

Пример 1.11. Решить линейную систему 3-х уравнений с 4-мя неизвестными , , . (1.40)

Пример 1.11. Решить линейную систему 3-х
уравнений с 4-мя неизвестными



,

,

. (1.40)