Математика Матрица

Ма́трица — математикаҕа объект.

Строка уонна столбец холбоһуга, быһа охсуһар быыстарыгар элеменнара бааллар, бэйэтэ көнө муннук таблицаҕа суруллар. Матрица размерын кини строката уонна столбецтара туруораллар.

Матрицалар улаханнык алгебраическай уонна дифференциальнай тэҥнэбили суоттуурга туһалыыллар. Бу түгэҥҥэ матрица строкатын размера тэҥнэбил ахсааныгар тэҥнэһэр, онтон биллибэт элеменнар ахсааннара - столбец ахсаанын. Линейнай тэҥнэбил системата түмүгэр матрицанан суоттанар. Матрицаҕа бу алгебраическай операциялар ананаллар:

  • тэҥ кээмэйдээх матрицалар эбсэллэр;
  • барсар кээмэйдээх матрицалар төгүллэһиилэрэ;
  • ол ахсааныгар матрица векторыгар төгүллээһинэ;
  • матрицаны сүрүн кольцо эбэтэр поле элеменыгар төгүллээһинэ;

Дакаастаммыта: хас биир n-мернай пространствоҕа сылдьар линейнай операторга соҕотох n-бэрээдэктээх квадратнай матрицаны туруоран биэриэххэ сөп; уонна инник курдук - хас биир n-бэрээдэктээх квадратнай матрицаҕа соҕотох, бу пространствоҕа үлэлиир линейнай оператор туруоран биэриэххэ сөп. Матрица свойствата линейнай оператор свойстволарыгар сөп түбэһэр. Быстах түбэлтэҕэ матрица чыыһылалара - оператор бэйэтин чыыһылалара буолаллар. Билинейнай форма туһунан эмиэ ити курдук этиэххэ сөп. Математикаҕа матрица элбэх арааһа көрүллэр. Ол курдук: единичнай, симметрическай, кососимметрическай, уо. д. а. матрицалар.

Матрица теориятыгар улахан суолталаах оруолу "нормальные формы" - матрица каноническай арааһа оонньуур.

Устуоруйата

Матрица аан бастаан былыргы Китайга үөскээбитэ, "аптаах квадрат" диэн ааттанара. Кини туһата диэн - линейнай уравнениелары суоттааһына этэ. Кыратык хойут "аптаах квадрат" араб математиктарыгар баар буолбута, матрица эбсиитин принциба ол бириэмэлэргэ үөскээбитэ. 17 үйэ бүтүүтүгэр определителлэр туһунан теорияны сайыннарбыттарын кэннэ Габриэль Крамер "Крамер быраабылатын" 18 үйэҕэ саҕалаан баран 1751 сылга биллэрбитэ. Бу бириэмэлэргэ "Метод гаусса" үөскээбитэ. 19 үйэҕэ Уильям Гамильтон уонна Артур Кэли матрица теориятын үөскэппиттэрэ. "Матрица" диэн термины Джеймс сильвестр 1850 сылга айбыта.

Киирии

Матрицалар линейнай тэҥнэбил систематын суоттуурга уонна линейнай кубулуйууга көмө буолаллар.

Линейнай тэҥнэбил системата

Маннык араас линейнай тэҥнэбил систематын көрүоххэ:

    Математика Матрица .

Бу система Математика Матрица  линейнай тэҥнэбилтэн уонна Математика Матрица  биллибэттэн турар. Кини бу курдук суруллуон сөп :

    Математика Матрица ,

манна

    Математика Матрица 

Матрица Математика Матрица  - линейнай тэҥнэбил систематын коэффициенынан буолар, вектор-столбец Математика Матрица  — биллибэт вектор, онтон туруору вектор Математика Матрица  — ханнык эрэ бэриллибит вектор. Система суоттанарын гына, хайаан даҕаны вектор Математика Матрица  остуолба линейнай комбинациятынан буолуон наада Математика Матрица , оччоҕуна вектор Математика Матрица Математика Матрица  вектор коэффициэннарын ыһыллыыларын муһар Математика Матрица  матрица столбецтарынан. Матрица тылыгар линейнай тэҥнэбил суоттанарыгар көҥүл усулуобуйата баар теоремы Кронекера-Капелли:

    Математика Матрица  матрица рангата Математика Матрица  матрица расширеннай рангатыгар тэҥ,

Математика Матрица  столбецтан уонна Математика Матрица  столбецтан турар.

Линейнай кубулуйуулар

Математика Матрица  линейнай кубулуйууну көрүөххэ, Математика Матрица -мернай векторнай пространства Математика Матрица  в Математика Матрица -мерное векторное пространство Математика Матрица  :

    Математика Матрица .

Матрица форматынан:

    Математика Матрица .

Математика Матрица  матрица - линейнай кубулуйуу коэффициэннарын матрицалара. Математика Матрица  Если рассмотреть действие линейного преобразования Математика Матрица  на векторы вида

    Математика Матрица ,

составляющие базис пространства Математика Матрица , то Математика Матрица  — это есть j-ый столбец матрицы Математика Матрица . Таким образом, матрица Математика Матрица  полностью описывает линейное преобразование Математика Матрица , и, поэтому, называется матрицей линейного преобразования.

Быһаарыы

Көнө муннук матрица

Икки конечнай матрциа баар:

  • строкалар нүөмэрдэрэ: Математика Матрица ;
  • столбецтар нүөмэрдэрэ: Математика Матрица , манна Математика Матрица  уонна Математика Матрица  — натуральнай чыыһылалар.

Матрица Математика Матрица  размердаах Математика Матрица  (читается Математика Матрица  на Математика Матрица ) (Математика Матрица  - строк, Математика Матрица  - столбцов) элеменнардаах из некоторого кольца или поля Математика Матрица  отображение вида Математика Матрица . Матрица суруллар.

    Математика Матрица 

где элемент матрицы Математика Матрица  находится на пересечении Математика Матрица строки и Математика Матрица -го столбца.

  • Математика Матрица -я строка матрицы Математика Матрица 
  • Математика Матрица -й столбец матрицы Математика Матрица 

Манна матрица элеменын ахсаана Математика Матрица  тэҥнэһэр. В соответствии с этим

  • каждую строку матрицы можно интерпретировать как вектор в Математика Матрица -мерном координатном пространстве Математика Матрица ;
  • каждый столбец матрицы — как вектор в Математика Матрица -мерном координатном пространстве Математика Матрица .

Сама матрица естественным образом интерпретируется как вектор в пространстве Математика Матрица , имеющем размерность Математика Матрица . Это позволяет ввести покомпонентное сложение матриц и умножение матрицы на число (см. ниже); что касается матричного умножения, то оно существенным образом опирается на прямоугольную структуру матрицы.

Квадратнай матрица

Өскөтүн матрицаҕа Математика Матрица  строка ахсаана кини Математика Матрица  столбеһын ахсаанын кытта тэҥнэһэр буоллаҕына, инник матрица квадратнай диэн ааттанар, онтон Математика Матрица  квадратнай матрица размерынан эбэтэр бэрээдэгинэн ааттанар.

Строка-вектор уонна столбец-вектор

Матрицы размера Математика Матрица  и Математика Матрица  являются элементами пространств Математика Матрица  и Математика Матрица  соответственно:

  • матрица размера Математика Матрица  называется вектор-столбцом и имеет специальное обозначение:
    Математика Матрица 
  • матрица размера Математика Матрица  называется вектор-строкой и имеет специальное обозначение:
    Математика Матрица 

Матрица элементарнай кубулуйуулара

    Сүрүн ыстатыйа: Элементарные преобразования матрицы

Элементарными преобразованиями строк матрицы называются следующие преобразования:

  1. Умножение строки на число отличное от нуля,
  2. Прибавление одной строки к другой строке,
  3. Перестановка местами двух строк.

Элементарные преобразования столбцов матрицы определяются аналогично.

Матрица рангата

Строки и столбцы матрицы являются элементами соответствующих векторных пространств:

  • столбцы матрицы Математика Матрица  составляют элементы пространства размерности Математика Матрица ;
  • строки матрицы Математика Матрица  составляют элементы пространства размерности Математика Матрица .

Рангом матрицы называют количество линейно независимых столбцов матрицы (столбцовый ранг матрицы) или количество линейно независимых строк матрицы (строчный ранг матрицы). Этому определению эквивалентно определение ранга матрицы как порядка максимального отличного от нуля минора матрицы. При элементарных преобразованиях ранг матрицы не меняется.

Бэлиэлэрэ

Матрицаны алфавит улахан буукубатынан суруйаллар: холобур

    Математика Матрица 

оччоҕуна Математика Матрица  — матрица, көнө массив элеменнара поле Математика Матрица  араас Математика Матрица , ханна

  • бастакы индекс строка индексын көрдөрөр: Математика Матрица ;
  • иккис индекс столбец индексын көрдөрөр: Математика Матрица ;

маннык гынан, Математика Матрица  — матрица элемена Математика Матрица , Математика Матрица -й строка уонна Математика Матрица  столбец быһа охсуһуутугар сытар. В соответствии с этим принято следующее компактное обозначение для матрицы размера Математика Матрица :

    Математика Матрица 

или просто

    Математика Матрица 

если нужно просто указать обозначение для элементов матрицы.

Иногда, вместо Математика Матрица , пишут Математика Матрица , чтобы отделить индексы друг от друга и избежать смешения с произведением двух чисел.

Если необходимо дать развёрнутое представление матрицы в виде таблицы, то используют запись вида

    Математика Матрица 

Можно встретить как обозначения с круглыми скобками «(…)», так и обозначения с квадратными скобками «[…]». Реже можно встретить обозначения с двойными прямыми линиями «||…||»).

Поскольку матрица состоит из строк и столбцов, для них используются следующие обозначения:

    Математика Матрица  — это Математика Матрица -я строка матрицы Математика Матрица ,

а

    Математика Матрица  — это Математика Матрица -й столбец матрицы Математика Матрица .

Таким образом, матрица обладает двойственным представлением — по столбцам:

    Математика Матрица 

и по строкам:

    Математика Матрица .

Такое представление позволяет формулировать свойства матриц в терминах строк или в терминах столбцов.

Транспонированнай матрица

Хас биир матрицаҕа Математика Матрица  размера Математика Матрица  матрица тутуохха сөп Математика Матрица  размера Математика Матрица , у которой Математика Матрица  для всех Математика Матрица  и Математика Матрица . Маннык матрица транспортированнай диэн ааттанар, уонна Математика Матрица  маннык суруллар. При транспонировании строки (столбцы) матрицы Математика Матрица  становятся столбцами (соответственно - строками) матрицы Математика Матрица . Математика Матрица . Для матриц над кольцом Математика Матрица  транспонирование является изоморфизмом Математика Матрица  - модулей матриц, поскольку

    Математика Матрица ,
    Математика Матрица , для любых Математика Матрица .

Диагональнай матрица

Диагональнай матрица диэн - квадратнай матрица, ол гынан кини элеменнара - нулевые Математика Матрица , иногда записывается как:

    Математика Матрица 

Единичнай матрица

Единичнай матрица — матрица, при умножении на которую любая матрица (или вектор) остается неизменной, является диагональной матрицей с единичными (всеми) диагональными элементами:

    Математика Матрица 

Для её обозначения чаще всего используется обозначение I или E, а также просто 1 (или 1 специальным шрифтом). Для обозначения её элементов также используется символ Кронекера Математика Матрица , определяемый как:

    Математика Матрица 
    Математика Матрица  при Математика Матрица 

Нулевой матрица

Для обозначения нулевой матрицы — матрицы, все элементы которой нули (при сложении её с любой матрицей та остается неизменной, а при умножении на любую получается нулевая матрица) — используется обычно просто 0 или 0 специальным шрифтом, или буква, начертанием похожая на ноль, например Математика Матрица .

Матрицаны кытта үлэлээһин

Матрица эбиитэ

Тэҥ размердаах эрэ матрицалары эбиэххэ сөп. Тэҥ размердаах эрэ матрицалары эбиэххэ сөп. Матрицалар эбсиилэрэ Математика Матрица  диэн Математика Матрица  матрицаны булааһын буолар, бары элеменнара попарнай эбсиилэригэр бары элементов матриц Математика Матрица  и Математика Матрица , ол аата хас биир матрица элеменэ Математика Матрица  тэҥнэһэр

    Математика Матрица 

Матрица эбсиитин свойстволара:

  • коммутативность: A+B = B+A;
  • ассоциативность: (A+B)+C =A+(B+C);
  • нулевой матрицаны кытта эбсии: A + Θ = A;
  • противоположнай матрица: A + (-A) = Θ;

Бары свойствалар линейных операций аксиомалары хатылыыллар линейного пространства ол иһин маннык теорема баар:

Элбэх тэҥ размердаах матрицалар mxn полеттан P элеменнэрдээх (поля всех действительных эбэтэр комплексных чисел) линейное пространство Р поле үрдүнэн уөскэтэллэр (хас-биир маннык матрица бу эйгэ вектора буолар).

Матрицаны чыыһылаҕа төгүллээһин

Математика Матрица  Матрицаны Математика Матрица  чыыһылаҕа төгүллээһинэ маннык буолар Математика Матрица .

Свойства умножения матриц на число:

  • умножение на единицу: 1A = A;
  • ассоциативность: (λβ)A = λ(βA);
  • дистрибутивность: (λ+β)A = λA + βA;
  • дистрибутивность: λ(A+B) = λA + λB;

Матрицалар төгүллэрэ

200px|right Умножение матриц (обозначение: Математика Матрица , реже со знаком умножения Математика Матрица ) — есть операция вычисления матрицы Математика Матрица , каждый элемент которой равен сумме произведений элементов в соответствующей строке первого множителя и столбце второго.

    Математика Матрица 

Количество столбцов в матрице Математика Матрица  должно совпадать с количеством строк в матрице Математика Матрица , иными словами, матрица Математика Матрица  обязана быть согласованной с матрицей Математика Матрица . Если матрица Математика Матрица  имеет размерность Математика Матрица , Математика Матрица  — Математика Матрица , то размерность их произведения Математика Матрица  есть Математика Матрица . Свойства умножения матриц:

  • ассоциативность: (AB)C = A(BC);
  • некоммутативность (в общем случае): AB Математика Матрица  BA;
  • произведение коммутативно в случае умножения с единичной матрицей: AI = IA;
  • дистрибутивность: (A+B)C = AC + BC, A(B+C) = AB + AC;
  • ассоциативность и коммутативность относительно умножения на число: (λA)B = λ(AB) = A(λB);

Векторы матрицаҕа төгүллээһин

Матрица быраабылатынан матричнай төгүл матрица хаҥас столбец векторыттан саҕаланар, уонна вектор-строка уҥа матрицаҕа төгуллэнэр. Вектор-столбец уонна вектор-строка элеменнарын биир индексынан суруйуохха сөбүн иһин бу төгүлү маннык суруйуохха сөп: столбец-векторга v (получая новый вектор-столбец Av):

    Математика Матрица 

строка-векторга s (получая новый вектор-строку sA):

    Математика Матрица 

Вектор-строка, матрица уонна вектор-столбец бэйэ-бэйэлэригэр төгүллэниэхтэрин сөп, скалярнай чыыһыла биэрэллэр:

    Математика Матрица 

(Бэрээдэгэ наадалаах: вектор-строка слева, вектор-столбец матрицаттан уҥа).

Бу дьайыылар матричнай представление линейнэй оператордарын уонна координататын линейнэй кубулуйуутун основата буолар. 
  • При представлении вектора вещественного векторного пространства в ортонормированном базисе (что эквивалентно использованию прямоугольных декартовых координат) соответствующие ему вектор-столбец и вектор-строка, представляющие собой набор компонент вектора, будут совпадать (поэлементно), отличаясь лишь формально своим изображением для корректности матричных операций (то есть один получается из другого просто операцией транспонирования). При использовании же неортонормированных базисов (например, косоугольных координат или хотя бы разных масштабов по осям) вектор-столбец соответствует компонентам вектора в основном базисе, а вектор-строка — в базисе, дуальном основному (Иногда о пространстве векторов-строк говорят также как об особом, дуальном пространству векторов-столбцов, пространстве ковекторов).

Заметим, что обычной мотивировкой введения матриц и определения операции матричного умножения (см.тж.в статье об умножении матриц) является именно введение их, начиная с умножения вектора на матрицу (которое вводится исходя из преобразований базиса или вообще линейных операций над векторами), а уже затем композиции преобразований сопоставляется произведение матриц. Действительно, если новый вектор Av, полученный из исходного вектора v преобразованием, представимым умножением на матрицу A, преобразовать теперь ещё раз, преобразованием, представимым умножением на матрицу B, получив B(Av), то, исходя из правила умножения вектора на матрицу, приведенного в начале этого параграфа (используя ассоциативность умножения чисел и меняя порядок суммирования), нетрудно увидеть в результате формулу, дающую элементы матрицы (BA), представляющую композицию первого и второго преобразований, и совпадающую с обычным определением матричного умножения.

Комплекснай сопряжение

Өскөтүн матрица элеменнарынан Математика Матрица  комплекснай чыыһылалар буолар буоллахтарына, комплексно сопряжённай матрица тэҥнэһэр Математика Матрица . Манна Математика Матрица  — чыыһыла, комплексно сопряжённое к Математика Матрица .

Транспонирование уонна эрмитово сопряжение

Транспонирование үөһээ көрүллүбүтэ: өскөтүн Математика Матрица , оччоҕуна Математика Матрица . Комплекснай матрицаларга быдан барсар эрмитово сопряжение: Математика Матрица . Матрицаны операторнай өттүттэн көрдөххө, транспонированнай уонна эрмитово сопряжённай матрица — диэн оператор матрицалара, сопряжённого холоонноох скалярного эбэтэр эрмитова төгүллэр, сөптөөхтүк.

Туттуллубут айымньылар

  • Беллман Р. "Матрица теориятыгар киллэрии" - 1969 с. Москва
  • Биркгоф Г. (Garrett Birkhoff), Барти Т. (Thomas C. Bartee) аныгы прикладной алгебра - 1979 с. Москва
  • Ван дер Варден Б. Л. (B. L. van der Waerden) Алгебра. (2-е изд.) - 1979 с. Москва
  • Гантмахер Ф. Р. Теория матриц.- 5-е изд. - 2004 с. Москва
  • Голуб Дж. (Gene H. Golub), Ван Лоун Ч. (Charles F. Van Loan) Матрица суоттааһыннара - 1999 с. Москва
  • Курош А. Г. Үрдүк алгебра курса (9-е изд.) - 1968 с. Москва
  • Курош А. Г. Уобсай алгебраҕа лекциялар - 1979 с. Москва
  • Ланкастер П. (P. Lankaster) Матрица теорията - 1982 с. Москва
  • Ленг С. (Serge Lang) Алгебра. - 1968 с. Москва
  • Наймарк М. А. Группаны көрдөрүү теорията - 1976 с. Москва
  • Соколов Н. П. Пространственнай матрицалар уонна кинини туттуу - 1960 с. Москва
  • Хорн Р. (Roger A. Horn), Джонсон Ч. (Charles C. Johnson) Матрица аналиһа - 1989 с. Москва
  • Халмош П. Конечномернай векторнай эйгэлэр - 1963 с. Москва

Tags:

Математика Матрица УстуоруйатаМатематика Матрица КиирииМатематика Матрица БыһаарыыМатематика Матрица БэлиэлэрэМатематика Матрица Матрицаны кытта үлэлээһинМатематика Матрица Туттуллубут айымньыларМатематика МатрицаМатематика

🔥 Trending searches on Wiki Саха тыла (Saxa Tyla):

ЭмодьиОлоҥхоВладимир ПутинАмерика Холбоһуктаах Штааттара.orgЗверев Сергей АфанасьевичСтокһольмБаайаҕа нэһилиэгэ (Таатта улууһа)Балаҕан ыйын 15421902РоскосмосТөлкө (арамаан).fk84ЯкХоту Атлантик Үлэх ТэрилтэтэШеломов Михаил Степанович1912Ойуун эттэниитэТаарбаҕанИраанХаттык таҥасСыыллааччыларИспания89Нью ЙоркThe Doors.uzИммунитеты девициттыыр вирус.clАстрономияЧувашия1827Сивцев Андрей Ксенофонтович8Багдарыын СүлбэТыйаатыр аан дойдутааҕы күнэУзбекистан10.nl.aq1843Олунньу 26.vcLinux80-сАртур Конан ДойлФранция1965Амма улууһаVerizon.vu20102021МүөтКулун тутар 26Сир ортотунааҕы байҕалСүрНеустроева Анна ДенисовнаМымахБуорахУайомиҥДьөлүһүөнЕфремов Степан Павлович.fj154788Маһаары БаһыыкапТэллэйдэр1938.sbМазина Инна Николаевна🡆 More