Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.73 MB, 17 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
mxn là một bảng số
hình chữ nhật gồm
mxn phần tử, gồm m
hàng và n cột.
11 12 1
21 22 2
1 2
n
n
m m mn
11 12 1
21 22 2
1 2
n
n
m m mn
Ví dụ:
Đây là ma trận thực cấp 3x4. Gồm có 3 hàng và 4 cột
Các phần tử
ij<sub>m n</sub>
11 12 13 14
22 32
1 2 7 0
5 ?
a a a a
a a
Nếu m=n ta nói A là ma trận vng cấp n.
Đường chéo chính gồm các phần tử:
11 12 1
21 22 2
ij
1 2
n
n
n n nn
n n
11
Tất cả các phần tử đều bằng 0.
Ký hiệu: 0 hay 0mxn
m n
Ma trận hàng: chỉ có một hàng
Ma trận cột: chỉ có một cột
Ma trận vuông
Các phần tử dưới đường chéo chính bằng 0
Ma trận vuông
Các phần tử trên đường chéo chính bằng 0
Ma trận vuông
Tam giác trên: dưới đường chéo chính bằng 0
Tam giác dưới: trên đường chéo chính bằng 0
Ma trận chéo
Các phần tử chéo đều bằng 1.
Ký hiệu: Inlà ma trận đơn vị cấp n
2 3 4
Phần tử khác 0 đầu tiên của một hàng kể tử bên trái gọi
là phần tử cơ sở của hàng đó.
Ma trận bậc thang:
Hàng khơng có phần tử cơ sở (nếu tồn tại) thì nằm dưới cùng.
Phần tử cơ sở của hàng dưới nằm về bên phải (không cùng cột) so
với phần tử cơ sở của hàng trên.
Khơng là bậc
thang
bậc thang
bậc thang
1. Đổi chỗ hai hàng với nhau
2. Thay một hàng bởi hàng đó nhân với một số khác 0
3. Thay một hàng bởi hàng đó cộng với hàng khác nhân với
một số.
4. Tổng hợp:
Tương tự ta có các phép bđsc trên cột.
i j
i i
i i j
i i j
Thực hiện phép biến đổi ma trận:
Ma trận A’ gọi là ma trận tương đương hàng với ma trận A.
Ký hiệu: A’ ~ A
2 2 1
3 3 9 2
2 3 2
8
h h h
h h h
h h h
h h
1. Ma trận bằng nhau
2. Cộng hai ma trận cùng cấp
3. Nhân một số với ma trận
4. Nhân hai ma trận
5. Lũy thừa của một ma trận
Hai ma trận bằng nhau nếu các phần tử tương ứng bằng
nhau.
Cộng các phần tử tương ứng với nhau
Điều kiện: hai ma trận phải cùng cấp
Điều kiện: hai ma trận phải cùng cấp
1 2 4 <sub>;</sub> 3 2 6
3 0 5 1 5 7
2 4 10
4 5 2
A B
A B
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
Nhân một số với ma trận ta lấy số đó nhân vào tất cả các
phần tử của ma trận.
Ví dụ.
1 2 6
4 5
2 2
2 <sub>2</sub> <sub>2</sub>
2 6
4 5
a d
A <sub>b c</sub> B <sub>f</sub>
a
A <sub>b</sub> <sub>c</sub>
k dk k
kB <sub>k</sub> <sub>k</sub> <sub>fk</sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
) 0 )
) )
a A B B A b A B C A B C
c A A d k A B kA kB
1 2 3 4 0 2 10 4
8 7 5 3 1 7 6 0
2 3 0 1 2 3 2 4
1 2
) )2 3 )<sub>3</sub> <sub>7</sub>
A B
a A B b A B c A B
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Cho 2 ma trận:
Khi này ma trận A nhân được với ma trận B
Điều kiện: số cột ma trận trước bằng số dòng ma trận
sau.
m n n k
m n n k m k
Các ma trận nào nhân được với nhau?
Phần tử nằm ở vị trí ij của ma trận mới bằng hàng i của
ma trận đầu nhân với cột jcủa ma trận sau.
Ví dụ. Muốn tìm phần tử c23 ta lấy hàng 2 của A nhận với
cột 3 của B. (giống nhân tích vơ hướng các vecto)
ij
Định nghĩa. Giả sử Amxntương đương hàng (cột) với ma
trận bậc thang E. Khi đó ta gọi hạng của ma trận A là số
các hàng khác không của ma trận bậc thang
Ký hiệu: r(A) hay rank(A)
r(A) = số hàng khác không của ma trận bậc thang E
Ma trận bậc thang của A:
A→..bđsc theo dịng… →A’ (có dạng bậc thang)
Sử dụng các phép biến đổi sơ cấp tìm hạng các ma trận
sau.
1 0 3 2 2 0 1 2
0 1 2 1 0 1 2 3
2 0 6 4 5 0 6 4
1 2 3 3 2 3 1 4
2 4 6 9 3 4 2 9
2 6 7 6 2 0 1 3
A B
C D
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Tìm hạng của ma trận
T
ij m n
Ma trận vuông A được gọi là ma trận khả nghịch nếu tồn
tại ma trận B sao cho: A.B=I=B.A
Khi đó B được gọi là nghịch đảo của ma trận A.
Kí hiệu: B=A-1
Chỉ ma trận vng mới có thể khả nghịch
Khơng phải bất kỳ ma trận vng A nào cũng khả nghịch.
Có rất nhiều ma trận vuông không khả nghịch
Ma trận khả nghịch được gọi là ma trận không suy biến.
Ma trận không khả nghịch được gọi là ma trận suy biến.
Ma trận thu được từ ma trận đơn vị I bằng đúng 1 phép
biến đổi sơ cấp được gọi là ma trận sơ cấp.
Một phép biến đổi sơ cấp đối với hàng của ma trận A
đồng nghĩa với nhân bên trái A với ma trận sơ cấp tương
ứng.
Một phép biến đổi sơ cấp đối với cột của ma trận A
đồng nghĩa với nhân bên phải A với ma trận sơ cấp tương
ứng.
BIẾN ĐỔI SƠ CẤP TÌM MA TRẬN NGHỊCH ĐẢO
Ta có:
Cho hai ma trận A, B đều khả nghịch. Ta có:
1
1
1 <sub>1</sub> <sub>1</sub>
1
1
)
) . .
) T T
i A A
ii A B B A
iii A A
<sub></sub> <sub></sub>
Tìm m để các ma trận sau khả nghịch.
1 1 2 1 1 1 1
2 1 2 3 1 4
3 2 1 3 3 1
A m B
m m
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Ma trận là gì? Phân loại?
Các phép tốn với ma trận?
Hạng của ma trận?
Ma trận khả nghịch?
Cho ma trận A vuông, cấp n.
Định thức của ma trận A, ký hiệu:
Đây là một số thực, được xác định như sau:
11 <sub>1 1</sub> 11
11 12
11 22 21 12
21 <sub>22 2 2</sub>
det
det . .
A a thì A a
a a
A <sub>a</sub> <sub>a</sub> thì A a a a a
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
Dùng phần bù đại số
Gọi Mijlà ma trận nhận được từ ma trận A bằng cách bỏ đi
hàng thứ i và cột thứ j.
Phần bù đại số của phần tử aij ký hiệu và xác định như sau:
11 12 1
21 22 2
1 2
...
...
...
...
n
n
n n <sub>nn n n</sub>
a a a
a a a
A
a a a
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
ij 1 det ij 1 ij
i j i j
A M M
4 4
3 21 0 9
1 7 1 2
2 14 0 6
6 42 1 13
A
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
Cho ma trận:
23 23
3 21 9
2 14 6
6 42 13
M M
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
bỏ hàng 2 và cột 3
Định thức của ma trận vuông cấp n:
Đây là khai triển theo dịng 1.
Ta có thể khai triển dịng bất kỳ hoặt cột bất kỳ.
det A a A. a A. ... a A<sub>n</sub> <sub>n</sub>
1 1 2 2 ij ij
1
det <sub>i</sub> <sub>i</sub> <sub>i</sub> <sub>i</sub> <sub>in in</sub> n
j
A a A a A a A a A
111 1 11
11 12
11 22 21 12 11 11 12 12
21 22 2 2
11 12 13
21 22 23 11 11 12 12 13 13
31 32 33
) 1 : det
) 2 : det . . . .
) 3 : det . .
a k A a thì A a
a a
b k A <sub>a</sub> <sub>a</sub> thì A a a a a a A a A
a a a
c k A a a a thì A a A a A a A
a a a
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Tính định thức sau:
Khai triển theo dòng 1:
Khai triển theo dòng 2:
Khai triển theo cột 1, cột 2 cũng cho kết quả tương tự.
5 7
2 8
A<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
detA=5. -1 8 +7. -1 2 =5.8-7.2=26
detA=2. -1 7 +8. -1 5 =-2.7+8.5=26
A=a<sub>c</sub> b<sub>d</sub>detA= .a d b c .
Tính định thức sau:
Khai triển theo dòng 1:
Khai triển theo cột 1.
Nên chọn cột có nhiều số 0 để khai triển.
1 2 3
0 5 7
0 2 8
A
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub>
1+15 7 1+20 7 1+30 5
detA=1. -1 <sub>2 8</sub>+2. -1 <sub>0 8</sub>+3. -1 <sub>0 2</sub>
detA=1. 5.8-2.7 -2 0.8-0.7 +3 0.2-5.0 =26
21 31
5 7
detA=1. -1 <sub>2 8</sub>+0.A +0.A 1. 5.8-2.7 =26
Định thức của ma trận tam giác bằng tích các số trên
đường chéo chính.
Định thức của ma trận chéo?
1 2 3 4 1 0 0 0
0 5 7 6 2 5 0 0
0 0 6 5 3 9 6 0
0 0 0 2 4 8 1 2
A B
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
1. Chọn 1 hàng (cột) tùy ý
2. Chọn một phần tử khác 0 của hàng (cột). Khử tất cả các
phần tử khác bằng biến đổi sơ cấp.
3. Khai triển theo hàng (cột) đã chọn.
Tính định thức ma trận sau:
1 2 3 4
1 2 3 <sub>0</sub> <sub>5</sub> <sub>7 6</sub>
0 5 7 <sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>8 5</sub>
1 2 8 <sub>0</sub> <sub>0</sub> <sub>0 2</sub>
A B
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Ta có quy tắc Sarrus.
11 12 13 11 12
21 22 23 21 22
31 32 33 31 32
a a a a a
A a a a a a
a a a a a
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub>
det . . . .
. . . .
A a a a a a a a a a
a a a a a a a a a
Tính các định thức sau bằng quy tắc Sarrus
1 2 3 1 2 1
0 5 7 0 1 0
1 2 8 2 2 2
5 7 6 0 1 1
1 2 5 1 2 2
0 3 9 3 3
A C
m m
m
B D
m
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
1. det(A)=det(AT<sub>)</sub>
2. det(AB)=det(A). det(B)
3. det(kA)=kn<sub>det(A)</sub>
4. Ma trận có 1 hàng hay 1 cột bằng khơng thì detA=0
5. Ma trận có hai hàng (hai cột) tỷ lệ nhau thì detA=0.
6. Chú ý: det(A+B) ≠ detA + detB
7. Ma trận A khả nghịch khi và chỉ khi detA ≠ 0
8. Tách định thức: một dịng (cột) là tổng của hai số hạng thì
tách tổng 2 định thức
Tách định thức: một dòng (cột) là tổng của hai số hạng thì
tách tổng 2 định thức
1 3 1 3 1 3
0 7 0 7 0 7
1 8 1 8 1 8
1 2 3 1 2 3 1 2 3
2 3 4 6 5 7
10 12
2 2
5 5
2
5 10 12 5 1
6 6
1
2
2 4 5
4 14
16 16
3 6 7
0 12 5
Định thức con của ma trận:
Cho A là ma trận cấp mxn. Chọn các phần tử nằm trên
giao của k dòng và k cột của A ta được một ma trận
Hỏi.Có bao nhiêu định thức con cấp k trong 1 ma trận A
cấp mxn
- Chọn k dịng
- Chọn k cột
Cho ma trận A.
Hãy lập các định thức con cấp 1; cấp 2; cấp 3?
Định thức con cấp mấy lớn nhất?
1 0 1 2
0 1 2 1
1 1 3 3
<sub></sub> <sub></sub>
A
Định nghĩa: Cho A là ma trận cấp m.n khác O. Hạng của
ma trận A, kí hiệu rank(A) hay r(A) là cấp cao nhất
trong các định thức con khác 0 của ma trận A.
Vậy hạng của A, rank(A)=r thỏa
a) Tồn tại ít nhất một định thức con cấp r khác 0 của A
.
Cho ma trận A vng cấp n. Ta có:
Nếu ma trận A khả nghịch thì:
A A I
A r A n
A A
A A
i) khả nghịch
ii) khả nghịch
iii) khả nghịch
iv) không khả nghịch
1 1
) det <sub>det</sub> ) det A det n
a A <sub></sub> <sub>A</sub> b P <sub></sub> A
PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH THỨC TÌM MA TRẬN
NGHỊCH ĐẢO
Cho A là ma trận khả nghịch. Ta có:
Với PAlà ma trận chứa các phần bù đại số của A.
Ma trận PAgọi là ma trận phụ hợp của ma trận A
i j
ij
A M
11 12 1
21 22 2
1
1 2
1
det
n
n
A A
n n nn
T
A A A
A A A
A P P
A
A A A
<sub> </sub> <sub></sub>
Tìm ma trận nghịch đảo của ma trận sau nếu có
3 4 6
0 1 1
2 3 4
A
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
det A ???
Bước 1. Tính detA
Ta có:
detA≠0 nên ma trận A khả nghịch.
Ta tìm các phần bù đại số và lập ma trận phụ hợp PA
3 4 6 3 4 2 <sub>3</sub> <sub>2</sub>
det 0 1 1 0 1 0 <sub>2</sub> <sub>1</sub> 1
2 3 4 2 3 1
A
<sub></sub>
<sub></sub>
Ta có:
11 12 13
21 22 23
31 32 33
1 1 <sub>1</sub> 0 1 <sub>2</sub> 0 1 <sub>2</sub>
3 4 2 4 2 3
4 6 3 6 3 4
2 0 1
3 4 2 4 2 3
4 6 3 6 3 4
2 3 3
1 1 0 1 0 1
A A A
A A A
A A A
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
11 12 13
21 22 23
1 2 2 1 2 2
2 0 1 2 0 1
T
A
A A A
A A A P
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
Ta có:
1 2 2 1 2 2
2 0 1 2 0 3
2 3 3 2 1 3
1 2 2 1 2 2
1 1 <sub>2</sub> <sub>0</sub> <sub>3</sub> <sub>2</sub> <sub>0</sub> <sub>3</sub>
det 1 <sub>2</sub> <sub>1</sub> <sub>3</sub> <sub>2</sub> <sub>1</sub> <sub>3</sub>
T
A
A
P
A <sub>A</sub>P
Tính định thức của ma trận A nếu:
Nhấn Mode 6 (Matrix) Chọn 1( matA) Chọn matrix
có số dịng và cột tương ứng cần tính tốn.
Nhập kết quả vào bằng phím =,
Sau khi nhập xong ma trận A, có thể nhập thêm ma trận B
bằng cách: Nhấn Shift 4 (Matrix) 1 (Dim) 2 (MatB)
Lập lại tương tự cho MatC.
Lưu ý: nên nhập qua Shift +4 +1 để đỡ bị lỗi
Thao tác như sau để tính định thức cho MatA: Shift 4
(Matrix) 7 (Det)Shift 4 (Matrix)3 (MatA) =
3. Tìm ma trận nghịch đảo
Thao tác như sau để tìm ma trận nghịch đảo của MatA:
Shift 4 (Matrix) 3 (MatA)x-1
(x-1<sub>: là phím nghịch đảo của máy tính, dưới Mode)</sub>
4. Giải phương trình: AX = B
Thao tác theo các bước bên trên để tính:MatA x-1<sub></sub><sub>x </sub>