Слайд 1СЛАЙД-ЛЕКЦИЯ № 1
ТЕМА ЛЕКЦИИ:
«МАТРИЦЫ И ДЕЙСТВИЯ НАД НИМИ»
Слайд 2ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. ПОНЯТИЕ И ВИДЫ МАТРИЦ
2. СТРОКИ, СТОЛБЦЫ, ЭЛЕМЕНТЫ
И РАЗМЕР МАТРИЦ
3. ОПЕРАЦИИ НАД МАТРИЦАМИ
Слайд 4 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
МАТРИЦЕЙ НАЗЫВАЕТСЯ ПРЯМО-УГОЛЬНАЯ ИЛИ КВАДРАТНАЯ ТАБЛИЦА,
ЗАПОЛНЕННАЯ ЧИСЛАМИ.
ЧИСЛА, ЗАПОЛНЯЮЩИЕ МАТРИЦУ, НАЗЫВАЮТСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ МАТРИЦЫ.
Слайд 6
СТРОКИ, СТОЛБЦЫ, ЭЛЕМЕНТЫ И РАЗМЕР МАТРИЦЫ
Слайд 7ПРИНЦИП НУМЕРАЦИИ
СТРОК И СТОЛБЦОВ
СТРОКИ НУМЕРУЮТСЯ СВЕРХУ
ВНИЗ, НАЧИНАЯ С
№ 1.
СТОЛБЦЫ НУМЕРУЮТСЯ СЛЕВА
НАПРАВО, НАЧИНАЯ С № 1.
Слайд 9РАЗМЕР МАТРИЦЫ
МАТРИЦА, ИМЕЮЩАЯ m СТРОК И n
СТОЛБЦОВ, НАЗЫВАЕТСЯ МАТРИЦЕЙ
РАЗМЕРА
m НА n.
Слайд 10
ОБЩИЙ ВИД МАТРИЦЫ РАЗМЕРА m НА n
Слайд 15ЛЮБУЮ МАТРИЦУ МОЖНО УМНОЖИТЬ НА ЧИСЛО
Слайд 16МАТРИЦЫ ОДИНАКОВОГО РАЗМЕРА МОЖНО
СКЛАДЫВАТЬ И ВЫЧИТАТЬ
Слайд 18УМНОЖЕНИЕ
СТРОКИ НА СТОЛБЕЦ
(СКАЛЯРНОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ)
Слайд 19
УМНОЖЕНИЕ
МАТРИЦЫ НА СТОЛБЕЦ
КАЖДАЯ СТРОКА МАТРИЦЫ СКАЛЯРНО УМНОЖАЕТСЯ НА СТОЛБЕЦ
Слайд 20ВОЗМОЖНОСТЬ УМНОЖЕНИЯ МАТРИЦЫ НА МАТРИЦУ
МАТРИЦУ A, ЗАПИСАННУЮ СЛЕВА,
МОЖНО УМНОЖИТЬ НА
МАТРИЦУ B, ЗАПИСАННУЮ СПРАВА, ТОГДА И ТОЛЬКО
ТОГДА, КОГДА ЧИСЛО СТОЛБЦОВ МАТРИЦЫ A РАВНО ЧИСЛУ СТРОК МАТРИЦЫ B
Слайд 21
ПРАВИЛО УМНОЖЕНИЯ
МАТРИЦЫ НА МАТРИЦУ
КАЖДАЯ СТРОКА ЛЕВОЙ МАТРИЦЫ СКАЛЯРНО
УМНОЖАЕТСЯ НА КАЖДЫЙ СТОЛБЕЦ ПРАВОЙ МАТРИЦЫ
Слайд 25
СВОЙСТВО
ЕДИНИЧНОЙ МАТРИЦЫ:
A•E=E•A=A
Слайд 26§ 1. Матрицы и действия над ними
1. Определение и некоторые
виды матриц
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Матрицей размера m×n называется таблица, образованная из элементов
некоторого множества (например, чисел или функций) и имеющая m строк и n столбцов.
Если m ≠ n, то матрицу называют прямоугольной.
Если m = n, то матрицу называют квадратной, порядка n.
Элементы, из которых составлена матрица, называются элементами матрицы.
Например, a24 –
a13 –
Слайд 27Две матрицы A и B считаются равными, если они одинакового
размера, и элементы, стоящие в A и B на одинаковых
местах, равны между собой, т.е. aij = bij.
Слайд 29Элементы a11, a22, …, akk (где k = min{m,n}) будем
называть элементами главной диагонали матрицы.
Квадратная матрица, у которой все элементы,
стоящие вне главной диагонали, равны нулю, называется диагональной:
Диагональная матрица, у которой все элементы главной диагонали равны 1, называется единичной:
Обозначают: E или En.
Слайд 305) Пусть A = (aij) – квадратная матрица порядка n.
Элементы a1n, a2,n-1, a3,n-2, …, an1 будем называть элементами побочной
диагонали матрицы.
Квадратные матрицы, у которых все элементы ниже (выше) главной или побочной диагонали равны нулю, называются треугольными :
Слайд 316) Прямоугольную матрицу размера m × n будем называть трапециевидной,
если все ее элементы ниже главной диагонали равны нулю, т.е.
если она имеет вид:
Слайд 322. Линейные операции над матрицами
1) Умножение матрицы на число;
2)
Сложение матриц.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Произведением матрицы A=(aij) на число α называется такая
матрица B=(bij), элементы которой равны произведениям соответствующих элементов матрицы A на число α, т.е. bij= α·aij.
Обозначают: α·A, αA.
Частный случай: (-1)·A – противоположная матрице A,
Обозначают –A.
Слайд 33ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Суммой двух матриц A=(aij) и B=(bij) одинакового размера, называется
такая матрица C=(cij), элементы которой равны суммам соответствующих элементов
матриц A и B, т.е. cij = aij + bij .
Обозначают: A+B
Частный случай: A+(–B) – разность матриц A и B.
Обозначают: A–B
Слайд 34Свойства линейных операции над матрицами
Слайд 353. Нелинейные операции над матрицами
1) Умножение двух матриц;
2) Транспонирование
матрицы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Пусть A=(a1i) и B=(bi1) – матрица-строка и матрица-столбец одинаковой
длины n. Произведением матрицы-строки A на матрицу-столбец B называется число c, равное сумме произведений их соответствующих элементов, т.е.
c = a11 · b11 + a12 · b21 + a13 · b31 + … + a1n · bn1 .
Слайд 36ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Пусть A=(aij) – матрица размера m × n, B=(bij)
– матрица размера n × k (т.е. количество столбцов в
матрице A совпадает с количеством строк матрицы B). Произведением матрицы A на матрицу B называется матрица C =(cij) размера m × k такая, что каждый ее элемент cij является произведением i-й строки матрицы A на j-й столбец матрицы B, т.е.
cij = ai1 · b1j + ai2 · b2j + ai3 · b3j + … + ain · bnj .
Обозначают: A ·B, AB.
Слайд 37Свойства операции умножения матриц
Слайд 38ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Пусть A – матрица размера m × n. Матрица
размера n × m, полученная из A заменой каждой ее
строки столбцом с тем же номером, называется транспонированной к A и обозначается AТ.
Операция нахождения матрицы AТ называется транспонированием матрицы A.
Свойства операции транспонирования матриц
1) (AТ )T = A ;
2) (A + B)T = AT + BT ;
3) (αA)T = αAT ;
4) (A · B)T = BT · AT .
Слайд 40Матрица, полученная из данной заменой каждой ее строки столбцом с
тем же номером, называется матрицей, транспонированной относительно данной.
Например:
Свойства
назад
Слайд 41В случае, когда АВ=ВА, матрицы А и В называют перестановочными
или коммутативными.
Пример 1. Найти все перестановочные матрицы к матрице
Пример 2.
Найти все перестановочные матрицы к матрице
назад