Линейная алгебра

Содержание

Слайд 2

Структура курса -линейная алгебра; -векторная алгебра; -аналитическая геометрия.

Структура курса

-линейная алгебра;
-векторная алгебра;
-аналитическая геометрия.

Слайд 3

Литература Математика. Ч. 1, 1 семестр: УМК /сост.: А.Б.Гончарова и др.–

Литература

Математика. Ч. 1, 1 семестр: УМК /сост.: А.Б.Гончарова и др.– СПб.:

CЗТУ, 2009.
Лобунина, И.И., Сентяков В.А. Математика, ч.1. Линейная алгебра: УМК, учеб. пособие/ - СПб.: СЗТУ, 2008
Романова, Ю.С., Математика, ч.1. Аналитическая геометрия: УМК, учеб. пособие / - СПб.: СЗТУ, 2008
Слайд 4

Матрицы ЛЕКЦИЯ 1

Матрицы

ЛЕКЦИЯ 1

Слайд 5

Матрица размером m x n: прямоугольная таблица чисел, состоящая из m

Матрица размером m x n: прямоугольная таблица чисел, состоящая из

m строк и n столбцов:

- элемент матрицы

- номер строки

- номер столбца

Слайд 6

Главная диагональ квадратной матрицы n-го порядка: совокупность элементов с одинаковыми индексами

Главная диагональ квадратной матрицы n-го порядка: совокупность элементов с одинаковыми

индексами

Квадратная матрица : число строк равно числу столбцов

Порядок квадратной матрицы: количество ее строк (столбцов)

Побочная диагональ: совокупность элементов, расположенных на второй диагонали

Слайд 7

Диагональная матрица: квадратная матрица, все элементы которой, расположенные вне главной диагонали,

Диагональная матрица: квадратная матрица, все элементы которой, расположенные вне главной диагонали,

равны нулю

Единичная матрица: диагональная матрица
n-го порядка, все диагональные элементы которой равны единице

Слайд 8

Равные матрицы A и B: имеют одинаковый размер и их соответствующие

Равные матрицы A и B: имеют одинаковый размер и их

соответствующие элементы равны :

Операции над матрицами

Сумма матриц A и B, имеющих одинаковый размер: матрица C, каждый элемент которой равен сумме соответствующих элементов матриц A и B:

Слайд 9

Транспонированная матрица: столбцы матрицы А являются строками матрицы Разность матриц A

Транспонированная матрица: столбцы матрицы А являются строками матрицы

Разность матриц A

и B, имеющих одинаковый размер: матрица D, каждый элемент которой равен сумме соответствующих элементов матриц A и (-1)хB:
Слайд 10

Пример.

Пример.

Слайд 11

Произведение матрицы A (m x p) на матрицу B(p x n)

Произведение матрицы A (m x p) на матрицу B(p x n)

: матрица C (m x n), каждый элемент которой равен

Свойства операции умножения матриц

2.

Перестановочные матрицы:

-произведение матрицы A на матрицу B справа

-произведение матрицы A на матрицу B слева

Перемножение матриц некоммутативно:

1.

Слайд 12

Пример. Вычислить произведение матрицы А на матрицу В справа:

Пример. Вычислить произведение матрицы А на матрицу В справа:

Слайд 13

Слайд 14

Пример. Вычислить произведение матрицы А на матрицу В слева.

Пример. Вычислить произведение матрицы А на матрицу В слева.

Слайд 15

Пример. Доказать, что матрицы А и В перестановочные

Пример. Доказать, что матрицы А и В перестановочные

Слайд 16

Определитель матрицы второго порядка: Определители квадратных матриц число, равное разности произведений

Определитель матрицы второго порядка:

Определители квадратных матриц

число, равное разности произведений

элементов главной и побочной диагоналей матрицы
Слайд 17

Пример. Вычислить определитель матрицы

Пример. Вычислить определитель матрицы

Слайд 18

Минор элемента матрицы третьего порядка: определитель матрицы второго порядка, получающейся из

Минор элемента матрицы третьего порядка: определитель матрицы второго порядка, получающейся из

данной матрицы вычеркиванием i-ой строки и k-гo столбца, на пересечении которых находится этот элемент.
Слайд 19

Пример.

Пример.

Слайд 20

Определитель матрицы третьего порядка: число, равное сумме произведений элементов любой строки

Определитель матрицы третьего порядка: число, равное сумме произведений элементов любой

строки (столбца) матрицы на их алгебраические дополнения

- разложение определителя по строке

Слайд 21

Пример. Вычислить определитель матрицы разложением по первой строке

Пример. Вычислить определитель матрицы разложением по первой строке

Слайд 22

Пример. Вычислить определитель матрицы разложением по второму столбцу

Пример. Вычислить определитель матрицы разложением по второму столбцу

Слайд 23

Правило треугольника + -

Правило треугольника

+

-

Слайд 24

Пример. Вычислить определитель матрицы по правилу треугольника

Пример. Вычислить определитель матрицы по правилу треугольника

Слайд 25

Пример . Вычислить определитель, разложив его по элементам первого столбца

Пример . Вычислить определитель, разложив
его по элементам первого столбца

Слайд 26

Пример . Вычислить определитель, используя правило треугольника

Пример . Вычислить определитель, используя
правило треугольника

Слайд 27

Основные свойства определителей 1.Определитель транспонированной матрицы равен определителю исходной матрицы 2.

Основные свойства определителей

1.Определитель транспонированной матрицы равен определителю исходной матрицы

2. Сумма

произведений элементов какой-либо строки (столбца) матрицы на алгебраические дополнения элементов другой строки (столбца) равна нулю.

3. При перестановке двух строк (столбцов) местами определитель меняет знак.

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

Слайд 28

5. Умножение определителя на число эквивалентно умножению строки (столбца) на это

5. Умножение определителя на число эквивалентно умножению строки (столбца) на

это же число.

6. Определитель с нулевой строкой (столбцом) равен нулю.

7. Определитель матрицы не изменится, если к элементам какой-либо строки (столбца) прибавить соответствующие элементы другой строки (столбца), умноженные на одно и то же число.

8. Определитель произведения квадратных матриц равен произведению определителей этих матриц:

Слайд 29

*2+ 0 Пример. Вычислить определитель

*2+

0

Пример. Вычислить определитель

Слайд 30

*2+ *(-3)+ *(-5)+ Пример.

*2+

*(-3)+

*(-5)+

Пример.

Слайд 31

Квадратная матрица А называется обратимой, если существует обратная к ней матрица

Квадратная матрица А называется обратимой, если существует обратная к ней матрица

, удовлетворяющая соотношениям

Теорема. Для того, чтобы матрица А имела обратную матрицу, необходимо и достаточно, чтобы определитель ее был не равен нулю; тогда матрица А –невырожденная и

Обратная матрица

Слайд 32

Свойства обратных матриц

Свойства обратных матриц

Слайд 33

Пример. Найти обратную матрицу для матрицы

Пример. Найти обратную матрицу для матрицы

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Проверка:

Проверка:

Слайд 37

Самостоятельная работа №1 1. Алгебраическое дополнение элемента матрицы равно... 1) 2

Самостоятельная работа №1

1. Алгебраическое дополнение элемента
матрицы равно...

1) 2

2) -2

3)

6

4) 14

2. Матрица является.....

1) квадратной; 2) единичной;
3) нулевой; 4) диагональной

Слайд 38

Самостоятельная работа №1 3. Определитель равен ..... 1) -1 2) -5

Самостоятельная работа №1

3. Определитель равен .....

1) -1

2) -5

3) 5

4) 1

4.

С матрицами и
можно выполнить операцию......

1) A+ В 2) А - В
3) А х В 4) В х А

Слайд 39

Самостоятельная работа №1 5. Сумма элементов побочной диагонали матрицы произведения матрицы

Самостоятельная работа №1

5. Сумма элементов побочной диагонали матрицы произведения матрицы

на матрицу
слева равно.....

1) 13

2) -18

3) 30

4) -30

Слайд 40

Самостоятельная работа №1 1. Если определитель матрицы равен D, то определитель

Самостоятельная работа №1

1. Если определитель матрицы
равен D, то определитель
матрицы равен…..

2)
3) 4)

2. Если определитель матрицы
равен D, то определитель
обратной к ней матрицы равен…..

2)
3) 4)

Слайд 41

Самостоятельная работа №1 3. Матрица является обратной по отношению к матрице

Самостоятельная работа №1

3. Матрица является обратной
по отношению к матрице при k=…

4

2) 2
3) -4 4) 0

4. Если в определителе четвертого порядка поменять местами второй и четвертый столбец, то определитель…

1)изменит знак 2) не изменится
3) обратится в нуль 4) удвоится