К основному контенту

Матрицы и действия над ними

Опр. Матрицей называется прямоугольная таблица чисел, имеющая m строк и n столбцов.
$\displaystyle \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} A=\begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & ... & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & ... & a_{2n}\\ ... & ... & ... & ...\\ a_{m1} & a_{m2} & ... & a_{mn} \end{pmatrix}\\ A_{m\times n} =( a_{ij}) ,\ i=1,...,m,\ j=1,...,n \end{array}$

Основные действия над матрицами

Транспонирование

При транспонировании строчки меняются местами со столбцами.
Пример
$\displaystyle \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} A=\begin{pmatrix} 5 & 2 & 4\\ 3 & 6 & 1 \end{pmatrix}\\ A^{T} =\begin{pmatrix} 5 & 3\\ 2 & 6\\ 4 & 1 \end{pmatrix} \end{array}$

Умножение матрицы на число

При умножении матрицы на число каждый элемент матрицы умножается на это число.

$\displaystyle \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} A=\begin{pmatrix} 3 & 7\\ 2 & 1 \end{pmatrix}\\ A\cdot 5=\begin{pmatrix} 3 & 7\\ 2 & 1 \end{pmatrix} \cdot 5=\begin{pmatrix} 15 & 35\\ 10 & 5 \end{pmatrix} \end{array}$

Сложение (вычитание) матриц

При сложении (вычитании) складываются (вычитаются) их соответствующие элементы.
Матрицы одинаковой размерности:
$\displaystyle \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} A=\begin{pmatrix} 7 & 9\\ 8 & -6 \end{pmatrix}\\ B=\begin{pmatrix} -3 & -2\\ -1 & 5 \end{pmatrix}\\ A+B=\begin{pmatrix} 4 & 7\\ 7 & -1 \end{pmatrix}\\ A-B=\begin{pmatrix} 10 & 11\\ 9 & -11 \end{pmatrix} \end{array}$

Умножение матриц

Правило: умножать матрицы можно только в том случае, если количество столбцов первой матрицы равно количеству строк второй матрицы.
Примеры

$\displaystyle \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} A=\begin{pmatrix} 5 & 2 & 1\\ 3 & 4 & 6 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 7 & 9\\ 8 & -1\\ 0 & -3 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 5\cdot 7+2\cdot 8+1\cdot 0 & 5\cdot 9+2\cdot ( -2) +1\cdot ( -2)\\ 3\cdot 7+4\cdot 8+6\cdot 0 & 3\cdot 9+4\cdot ( -1) +6\cdot ( -3) \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 51 & 40\\ 53 & 5 \end{pmatrix}\\ B=\begin{pmatrix} 2 & 1 & 1\\ 3 & 2 & 0 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 2 & -1 & 4\\ 0 & 2 & 0\\ 1 & 1 & -2 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 5 & 1 & 6\\ 6 & 1 & 12 \end{pmatrix}\\ C=\begin{pmatrix} 1 & -3 & 2\\ 3 & -4 & 1\\ 2 & -5 & 3 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 2 & 5 & 6\\ 1 & 2 & 5\\ 1 & 3 & 2 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 1 & 5 & -5\\ 3 & 10 & 0\\ 2 & 9 & -7 \end{pmatrix} \end{array}$

Комментарии

Популярные сообщения из этого блога

Задача. Уравнение с комплексным числом

Задача Решить уравнение \( z^{2} -4z+13=0\) Решение \( z^{2} -4z+13=0\\ D=16-4\cdot 13=-36=( 6i)^{2}\\ z_{1,2} =\frac{4\pm 6i}{2} =2\pm 3i\\ z_{1} =2+3i\\ z_{2} =2-3i\)

Задача. Записать число в тригонометрической форме

Задача Записать число в тригонометрической форме $\displaystyle z=1+i\sqrt{3}$. Решение $\displaystyle  \begin{array}{{>{\displaystyle}l}} a=1\ \ \ b=\sqrt{3}\\ r=\sqrt{1+3} =2\\ \varphi =\arctan\left(\dfrac{\sqrt{3}}{1}\right) =\dfrac{\pi }{3}\\ z=2\left(\cos\left(\dfrac{\pi }{3}\right) +i\cdot \sin\dfrac{\pi }{3}\right) \end{array}$

Кривые второго порядка

Кривой второго порядка называется геометриечкое место точек, которые в декартовой системе координат определяются уравнением второй степени. \(Ax^{2} +Bxy+Cy^{2} +Dx+Ey+F=0\) Эллипс Опр . Эллипсом называется геометрическое место точек, сумма расстояний которых до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, большая, чем расстояние между фокусами. \(\begin{array}{{>{\displaystyle}l}} По\ определению:\\ MF_{1} +MF_{2} =2a\\ F_{1} F_{2} =2c\\ 2a >2c,\ a >c\\ MF_{1} =\sqrt{( x+c)^{2} +y^{2}}\\ MF_{2} =\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}}\\ \sqrt{( x+c)^{2} +y^{2}} +\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}} =2a\\ \sqrt{( x+c)^{2} +y^{2}} =2a\ -\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}}\\ ( x+c)^{2} +y^{2} =4a^{2} -4a\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}} +( x-c)^{2} +y^{2}\\ ( x+c)^{2} -( x-c)^{2} =4a\left( a-\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}}\right)\\ 4c\cdot 2x=4a\left( a-\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}}\right) \ |:4\\ cx=a^{2} -a\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}}\\ a\sqrt{( x-c)^{2} +y^{2}} =a^{2} -cx\\ a^{2}\left(( x-c)^{2} +y^{2}\right) =...