Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe

Podobne dokumenty
Pochodne cz ¾astkowe i ich zastosowanie.

Ekstrema funkcji wielu zmiennych.

Wyk lad 4 Macierz odwrotna i twierdzenie Cramera

Wprowadzenie do równań ró znicowych i ró zniczkowych.

Wyk lad 5 W lasności wyznaczników. Macierz odwrotna

Macierze i Wyznaczniki

Macierze i Wyznaczniki

Macierze i Wyznaczniki

Wyk lad 3 Wyznaczniki

det[a 1,..., A i,..., A j,..., A n ] + det[a 1,..., ka j,..., A j,..., A n ] Dowód Udowodniliśmy, że: det[a 1,..., A i + ka j,..., A j,...

Podstawowe działania w rachunku macierzowym

1 Rozk ad normalny. Szczególnym przypadkiem jest standardowy rozk ad normalny N (0; 1), wartości

1 Rekodowanie w podgrupach i obliczanie wartości w podgrupach

1 Macierz odwrotna metoda operacji elementarnych

Macierze. 1 Podstawowe denicje. 2 Rodzaje macierzy. Denicja

1 Macierze i wyznaczniki

Wyk lad 4 Dzia lania na macierzach. Określenie wyznacznika

det A := a 11, ( 1) 1+j a 1j det A 1j, a 11 a 12 a 21 a 22 Wn. 1 (Wyznacznik macierzy stopnia 2:). = a 11a 22 a 33 +a 12 a 23 a 31 +a 13 a 21 a 32

Układy równań liniowych i metody ich rozwiązywania

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 3.

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

(wymiar macierzy trójk¹tnej jest równy liczbie elementów na g³ównej przek¹tnej). Z twierdzen 1 > 0. Zatem dla zale noœci

O MACIERZACH I UKŁADACH RÓWNAŃ

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn x 1 x 2... x m ...

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

MATEMATYKA I SEMESTR ALK (PwZ) 1. Sumy i sumy podwójne : Σ i ΣΣ

1 Praktyczne metody wyznaczania podstawowych miar bez zastosowania komputerów

; B = Wykonaj poniższe obliczenia: Mnożenia, transpozycje etc wykonuję programem i przepisuję wyniki. Mam nadzieję, że umiesz mnożyć macierze...

Wyznaczniki 3.1 Wyznaczniki stopni 2 i 3

Wyk lad 7 Metoda eliminacji Gaussa. Wzory Cramera

Funkcje dwóch zmiennych

5. Rozwiązywanie układów równań liniowych

Zestaw 12- Macierz odwrotna, układy równań liniowych

Własności wyznacznika

Wykład 7 Macierze i wyznaczniki

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

Rozdział 5. Macierze. a 11 a a 1m a 21 a a 2m... a n1 a n2... a nm

Równania ró znicowe wg A. Ostoja - Ostaszewski "Matematyka w ekonomii. Modele i metody".

Matematyka wykªad 1. Macierze (1) Andrzej Torój. 17 wrze±nia Wy»sza Szkoªa Zarz dzania i Prawa im. H. Chodkowskiej

DB Algebra liniowa semestr zimowy 2018

Macierz o wymiarach m n. a 21. a 22. A =

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Przypomnij definicję grupy, które z podanych struktur są grupami:

Zestaw 12- Macierz odwrotna, układy równań liniowych

, A T = A + B = [a ij + b ij ].

1. Liczby zespolone i

MACIERZE I WYZNACZNIKI

Krótkie wprowadzenie do macierzy i wyznaczników

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

5 Wyznaczniki. 5.1 Definicja i podstawowe własności. MIMUW 5. Wyznaczniki 25

dr Mariusz Grządziel 15,29 kwietnia 2014 Przestrzeń R k R k = R R... R k razy Elementy R k wektory;

1 Praktyczne metody wyznaczania podstawowych miar przy zastosowaniu programu EXCEL

OPERACJE NA MACIERZACH DODAWANIE I ODEJMOWANIE MACIERZY

Definicja macierzy Typy i właściwości macierzy Działania na macierzach Wyznacznik macierzy Macierz odwrotna Normy macierzy RACHUNEK MACIERZOWY

Algebra liniowa. Macierze i układy równań liniowych

13 Układy równań liniowych

1 Analiza wariancji H 1 : 1 6= 2 _ 1 6= 3 _ 1 6= 4 _ 2 6= 3 _ 2 6= 4 _ 3 6= 4

RACHUNEK MACIERZOWY. METODY OBLICZENIOWE Budownictwo, studia I stopnia, semestr 6. Instytut L-5, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska

Treści programowe. Matematyka. Efekty kształcenia. Literatura. Terminy wykładów i ćwiczeń. Warunki zaliczenia. tnij.org/ktrabka

IV. UK ADY RÓWNAÑ LINIOWYCH

Wyk ad II. Stacjonarne szeregi czasowe.

Wyk lad 8 macierzy i twierdzenie Kroneckera-Capellego

O zgodności procedur jednoczesnego testowania zastosowanych do problemu selekcji zmiennych w modelu liniowym

3. Wykład Układy równań liniowych.

Zaawansowane metody numeryczne

Sterowalność liniowych uk ladów sterowania

1 Wiadomości wst ¾epne

Niezb. ednik matematyczny. Niezb. ednik matematyczny

Wykład 6. Metoda eliminacji Gaussa: Eliminacja z wyborem częściowym Eliminacja z wyborem pełnym

Ukªady równa«liniowych

1 Zbiory i działania na zbiorach.

Algebra z Geometrią Analityczną. { x + 2y = 5 x y = 9. 4x + 5y 3z = 9, 2x + 4y 3z = 1. { 2x + 3y + z = 5 4x + 5y 3z = 9 7 1,

Wprowadzenie do metod numerycznych Wykład 3 Metody algebry liniowej I Wektory i macierze

gdy wielomian p(x) jest podzielny bez reszty przez trójmian kwadratowy x rx q. W takim przypadku (5.10)

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Zastosowania wyznaczników

Wykład 4. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 25 marca Magdalena Alama-Bućko Wykład 4 25 marca / 25

Wykład 5. Metoda eliminacji Gaussa

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - komputerowe środowisko obliczeń naukowoinżynierskich - podstawowe operacje na liczbach i macierzach.

ALGEBRA LINIOWA. Wykład 2. Analityka gospodarcza, sem. 1. Wydział Zarządzania i Ekonomii Politechnika Gdańska

A A A A A A A A A n n

1 Miary asymetrii i koncentracji

Kurs wyrównawczy dla kandydatów i studentów UTP

MATEMATYKA EiT. (studia drugiego stopnia, drugi semestr) 3 2i, 2i44 i i )12, (cos 15 + i sin 15 ) 15, ( p 3 i) i)17, (i 1) 9, ( 1 i

Rozwiązywanie układów równań liniowych

Macierze. Dziaªania na macierzach. 1. Niech b d dane macierze , D = , C = , B = 4 12 A = , F = , G = , H = E = a) Obliczy A + B, 2A 3B,

Macierze Lekcja V: Wzory Cramera. Macierzowe układy równań.

Układy równań liniowych

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Wyznaczniki. Mirosław Sobolewski. Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW. 6. Wykład z algebry liniowej Warszawa, listopad 2013

UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH - Metody dokładne

Układy równań i nierówności liniowych

3. Macierze i Układy Równań Liniowych

Pierwiastki arytmetyczne n a

2. Układy równań liniowych

Metoda eliminacji Gaussa. Autorzy: Michał Góra

Lista. Algebra z Geometrią Analityczną. Zadanie 1 Zapisz za pomocą spójników logicznych i kwantyfikatorów: x jest większe niż 6 lub mniejsze niż 4

Treść wykładu. Układy równań i ich macierze. Rząd macierzy. Twierdzenie Kroneckera-Capellego.

PRZYBLI ONE METODY ROZWI ZYWANIA RÓWNA

Zagadnienie Dualne Zadania Programowania Liniowego. Seminarium Szkoleniowe Edyta Mrówka

MATEMATYKA REPREZENTACJA LICZB W KOMPUTERZE

Transkrypt:

Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe Adam Kiersztyn Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Paw a II Lublin 013 Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 1 / 13

Wyznacznik macierzy 3x3 Jak ju z wspomnieliśmy tydzień temu wyznacznik macierzy kwadratowej stopnia 3 mo zna obliczać za pomoc ¾a metody Sarrusa. a b c d e f = aek + bfg + cdh ceg afh bdk g h k Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 / 13

Wyznacznik macierzy wy zszych rz ¾edów Wyznacznik macierzy wy zszych rz ¾edów za pomoc ¾a rozwini ¾ecia Laplace a mo zna sprowadzić do wyznacznika rz ¾edu 3. Rozwini ¾ecie Laplace a zosta o zaprezentowane na poprzednim wyk adzie, ale przytoczymy je jeszcze raz w celu omówinia pewnych jego mody kacji det A = k a ij ( 1) i+j A ij. j=1 Nale zy w tym miejscu zauwa zyć, ze obliczanie wyznacznika mo ze być dość pracoch onne. Dla przyk adu obliczaj ¾ac wyznancznik stopnia 4 musimy obliczyć 4 wyznaczniki stopnia 3. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 3 / 13

Wyznacznik macierzy wy zszych rz ¾edów Natomiast obliczania wyznacznika stopnia 5 musimy obliczyć 5 wyznaczników stopnia 4, a co za tym idzie 0 wyznaczników stopnia 3. W zwi ¾azku z powy zszym spostrze zeniem przedstawimy teraz metod ¾e zmniejszaj ¾ac ¾a pracoch onność. Metoda ta polega na zastosowaniu operacji elementarnych w taki sposób aby zwi ¾ekszyć liczb ¾e elementów zerowych. Najwygodzniej jest doprowadzić do sytuacji, w której wszystkie elementy w wierszu (poza jednym) by y równe zero. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 4 / 13

Operacje elementarne na wyznacznikach Operacjami elementranymi s ¾a: 1 dodanie dwóch lub wi ¾ecej wierszy do siebie pomno zenie wiersza przez pewn ¾a sta ¾a oraz dodanie otrzymanego wiersza do innego Powy zsze w asności zachowuj ¾a swoj ¾a prawdziwość równie z dla kolumn. Ponadto nale zy pami ¾etać, ze zamiana dwóch wierszy lub kolumn miejscami zmienia znak wyznacznika na przeciwny oraz pomno zenie pewnego wiersza lub kolumny przez sta ¾a powoduje pomno zenie wyznacznika przez t ¾a sta ¾a. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 5 / 13

Przyk ad rozwini ¾ecia Laplace a = 1 ( 1) 1+1 1 1 1 1 1 3 1 3 3 5 4 w w 1;w 3+w 1;w 4 w 1 = 0 4 5 4 1 1 0 = 1 ( 1) 3+1 4 4 11 k3+k1 0 4 = 5 4 11 1 0 0 = = 11 4 4 = 38 1 1 1 0 0 4 0 5 4 1 0 1 0 = Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 6 / 13

Macierz odwrotna Dla ka zdej macierzy kwadratowej, której wyznacznik jest ró zny od zera mo zna wyznaczyć macierz odwrotn ¾a. Macierz ¾a odwrotn ¾a do macierzy kwadratowej A jest macierz A 1 spe niaj ¾aca poni zsze równanie A A 1 = A 1 A = I, gdzie I oznacza macierz jednostkow ¾a. Macierz odwrotn ¾a do macierzy A mo zna wyznaczać m. in. za pomoc ¾a nast ¾epuj ¾acego wzoru A 1 = 1 det A DT, gdzie D jest macierz ¾a dope nień algebraicznych. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 7 / 13

Dzia ania na macierzach a wartość wyznacznika Jeśli det A = a, det B = b, det A 1 = c i macierze s ¾a tego samego stopnia to zachodz ¾a nast ¾epuj ¾ace równości det (A + B) = a + b det (A B) = a b det C = c = 1 a, st ¾ad det A det A 1 = det A A 1 = det I = 1 Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 8 / 13

Przyk ad wyznaczania macierzy odwrotnej Niech A = 4 1 3 3 1 1 atwo sprawdzamy, ze det A = 8 zatem istnieje macierz odrotna. Wyznaczmy elementy macierzy D d 11 = ( 1) 1+1 1 1 = 3; d 1 = ( 1) 1+ 3 1 = 4; d 13 = ( 1) 1+3 3 1 = 1 itd 3 5 Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 9 / 13

Przyk ad wyznaczania macierzy odwrotnej c.d. Ostatecznie stwierdzamy, ze macierz D jest równa 3 4 3 1 D = 4 1 4 3 5 4 8 4 st ¾ad i ostatecznie A 1 = 1 4 8 D T = 4 3 1 4 4 4 8 1 3 4 3 1 4 4 4 8 1 3 4 3 5 = 4 3 5 3 8 1 1 8 1 1 8 1 1 3 1 8 3 5 Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 10 / 13

Równania macierzowe Macierz odwrotna odgrywa bardzo zancz ¾ac ¾a rol ¾e w rozwi ¾azywaniu równań macierzonych. Mno zenie przez macierz odwrotn ¾a jest odpowienikiem dzielenia w ciele liczb rzeczywistych. Nale zy jednak pami ¾etać, ze iloczyn macierzy nie jest przemienny i dlatego istotna jest kolejność wyst ¾epowania macierzy w zapisie uk adu równań. Za ó zmy, ze chcemy rozwi ¾azać równanie AXB + C = D gdzie A, B, C, D s ¾a nieosobliwymi macierzami kwadratowymi tego samego stopnia. W celu wyznaczenia niewiadomej macierzy X musimy post ¾epować w nast ¾epuj ¾acy sposób: Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 11 / 13

Równania macierzowe c.d. Najpierw przenosimy macierz C na drug ¾a stron ¾e, czyli odejmujemy macierz C stronami. Otrzmyujemy wówczas AXB = D C nast ¾epnie mno zymy oba rówania z lewej strony przez A 1 oraz z prawej strony przez B 1 i otrzymujmemy A 1 AXBB 1 = A 1 (D C ) B 1 st ¾ad wykorzystuj ¾ac poznan ¾a wcześniej w asność otrzymujemy IXI = A 1 (D C ) B 1 Ostatecznie wykorzystujemy fakt, ze macierz jednostkowa jest elementem neutralnym mno zenia i mamy X = A 1 (D C ) B 1. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 1 / 13

Dzi ¾ekuj ¾e za uwag ¾e i zycz ¾e spokojnych Świ ¾at. Adam Kiersztyn (KUL) Wyznaczniki, macierz odwrotna, równania macierzowe marzec 013 13 / 13