1.Матрица – таблица чисел (символов, функций) разметностью m*n (m-кол-во строк, n-кол-во столбцов). Обозначение: заглавные латинские буквы (А,В,С,D,F) выглядит
. Элементы матрицы обозначают строчными латинскими буквами, снабженными двумя индексами: - элемент матрицы, расположенный в i-й строке и j-м столбце или коротко элемент в позиции (i,j). В общем виде матрица размера m на n может быть записана следующим образом
Виды матриц:
Элементы , где i=j, называются диагональными, а элементы , где - внедиагональными. Совокупность диагональных элементов , где k = min (m,n), называется главной диагональю матрицы.
Матрица, все элементы которой равны нулю, называется нулевой матрицей и обозначается символом O.
Заметим, что для каждого размера существует своя нулевая матрица.
Матрица размера m на n называется квадратной матрицей n-го порядка, т.е. число строк равно числу столбцов.
Квадратная матрица называется диагональной, если все ее внедиагональные элементы равны нулю.
Диагональная матрица, у которой все диагональные элементы равны 1, называется единичной матрицей и обозначается символом I или E.
Матрица размера называется матрицей-строкой. Матрица размера называется матрицей столбцом
Треугольная матрица
2.Действия над матрицами:
1. Сложение и вычитание матриц. Сложение и вычитание выполняется для матриц одинакового размера
А+В+С
2.Умножение матрицы на число (К-число не равно О)
К*А=В
3.Умножение матриц (возможно, если число столбцов 1 матрицы равно числу строк 2 матрицы)
Аm*n * Bn*k = Cm*k
4.Транспортирование матриц. При транспортировании строки матрицы в соотв. столбцы
3. Определители квадратных матриц и их свойства: Определителем квадратной матрицы называется число, обознач. Дельта А, /А/. в квадратной матрице m=n.
n-порядок определителя
n=1-определитель 1 порядка
n=2-определитель 2 порядка
n=3-определитель 3 порядка
Минором Mij элемента aij квадратной матрицы А называется определитель полученный вычеркиванием строки из столбца в которых находится элемент aij.
Алгебраическим дополнением Аij элемента aij называется произведение
Aij= (-1) i+j * Mij
Cвойства определителя:
1.если в определителе строка или столбец состоят из 0, то определитель = 0
2.если в определителе 2 строки или 2 столба имеют пропорциональные элементы, то определитель (бесконечность)= 0
3.если в определителе 2 строки (столбца) поменять местами, то определитель поменяет знак.
4.если к какой либо строке (столбцу) прибавить другую строку (столбец), умнож. на число неравное 0, то определитель не изменится
4. Ранг матрицы. Обратная матрица:
Обратной матрицей квадратной матрицы А называется матрица А -1, такая что А-1*А=А*А-1=Е
Теорема: если в квадратной матрице А определитель А не равен 0, то обр. матрица получится А-1-1/дельтаА*А*
Рангом матрицы А (обозначается rang А или r(A)) называется наибольший порядок минора этой матрицы, отличных от нуля. Всякий отличный от нуля минор матрицы, порядок которого равен ее рангу, называется ее базисным минором матрицы. Строки и столбцы, участвующие в образовании базисного минора, также будут базисными. Матрица может иметь несколько базисных миноров, однако все их порядки одинаковы и равны рангу матрицы.
Ранг матрицы не изменится, если:
1) строки и столбцы матрицы поменять местами;
2) переставить местами два любых ее столбца (строки);
3) вычерчивание строки все элементы которого равны нулю;
4) умножить ее произвольный столбец (строку) на любое отличное от нуля число;
5) к любому ее столбцу (строке) прибавить произвольную линейную комбинацию остальных столбцов (строк) этой матрицы.
5. Общие сведения о системах линейных уравнений.
- неизвестные переменные, - коэффициенты (некоторые действительные или комплексные числа), - свободные члены (также действительные или комплексные числа). Такую форму записи СЛАУ называют координатной.
Решением системы линейных уравнений называется набор чисел (С1,С2..Сn) при подстановки которых в уравнения системы вместо неизвестных (х1,х2…хn) каждое уравнение обращено в тождество.
В матричной форме записи эта система уравнений имеет вид ,где - основная матрица системы, - матрица-столбец неизвестных переменных, - матрица-столбец свободных членов.
Если к матрице А добавить в качестве (n+1)-ого столбца матрицу-столбец свободных членов, то получим так называемую расширенную матрицу системы линейных уравнений. Обычно расширенную матрицу обозначают буквой А, а столбец свободных членов отделяют вертикальной линией от остальных столбцов, то есть,