3. Dziaùania na macierzach
Macierz¹ transponowan¹
macierzy
A
jest macierz
A
T
otrzymana poprzez zamian
ê
wierszy na kolumny (lub kolumn na wiersze) z zachowaniem kolejno
œci.
Macierz
A
T
nazywamy te
¿ krótko transpozycj¹ A
.
..........................................................................................
PRZYK£AD
1. Dla macierzy
8
6
6
5
0
2
A
transpozycj
¹
jest macierz:
8
6
0
6
5
2
T
A
.
2. Dla macierzy
1
0
2
0
5
4
0
0
1
B
transpozycj
¹ jest macierz
1
0
0
0
5
0
2
4
1
T
B
.
3. Dla macierzy
2
1
4
2
2
2
0
3
3
2
5
1
i
i
i
i
i
i
C
transpozycj
¹ jest macierz
2
4
2
3
2
2
0
5
1
2
3
1
T
i
i
i
i
i
i
C
.
............................................................................................
£atwo sprawdziã, ¿e
transponowanie po raz kolejny macierzy transponowanej
powoduje powr
ót do jej wyjœciowej postaci, tzn.:
A
A
T
T
Macierze, kt
óre nie
ulegaj
¹ zmianie podczas transpozycji nazywamy
macierzami
symetrycznymi
.
Spe
ùniaj¹ one zale¿noœã:
A
A
T
Przyk
ùadem macierzy symetrycznej jest macierz
jednostkowa, bowiem
I
I
T
.
..........................................................................................
PRZYK£AD
1. Macierz
1
3
3
2
jest macierz
¹ symetryczn¹,
gdy
¿
1
3
3
2
1
3
3
2
T
.
transpozycja
macierz
symetryczna
id2100109 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com
2. Macierz
i
i
i
i
i
2
5
3
0
3
5
2
0
2
1
jest macierz
¹ symetryczn¹, gdy¿
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
2
5
3
0
3
5
2
0
2
1
2
5
3
0
3
5
2
0
2
1
T
.
............................................................................................
Mno¿enie macierzy przez liczbê
polega na pomno
¿eniu ka¿dego elementu
macierzy przez t
ê liczbê, co zapisujemy
ij
ij
a
c
a
c
.
…
.......................................................................................
PRZYK£AD
1. Obliczy
ã
2
1
3
0
2
1
2
.
Rozwi
¹zanie
4
2
6
0
4
2
2
2
1
2
3
2
0
2
2
2
1
2
2
1
3
0
2
1
2
.
2. Obliczy
ã
3
1
4
5
1
2
3
2
0
3
i
i
i
.
Rozwi
¹zanie
9
3
12
3
15
3
6
3
9
6
0
3
3
1
3
4
3
5
3
1
3
2
3
3
3
2
3
0
3
3
1
4
5
1
2
3
2
0
3
i
i
i
i
i
i
i
i
i
.
…
.........................................................................................
mno
¿enie
przez liczb
ê
Dodawanie dwóch macierzy
mo
¿na wykonaã wtedy, gdy maj¹ one ten sam
wymiar. Dodaje si
ê wtedy odpowiadaj¹ce sobie elementy, co zapisujemy
mxn
ij
ij
mxn
ij
mxn
ij
b
a
b
a
.
Dodawanie macierzy jest przemienne oraz
ù¹czne.
Natomiast dodanie do macierzy
dodawanie
macierzy
macierzy zerowej odpowiedniego wymiaru nie zmieni wyniku (m
ówimy wtedy, ¿e
macierz zerowa jest elementem neutralnym dodawania macierzy).
Wùasnoœci dodawania macierzy:
1.
A + B = B + A
(przemienno
ϋ)
2.
(A + B) + C = A + (B + C)
(
ù¹cznoœã)
3.
A
+ 0 = A (O
jest tu macierz
¹ zerow¹)
4.
(A + B)
T
= A
T
+ B
T
..........................................................................................
PRZYK£AD
Dla macierzy
3
2
4
5
0
1
A
,
2
1
4
0
2
3
B
,
0
1
2
4
5
2
C
obliczy
ã:
a)
A+B
b)
A+C
c)
B+3C
T
d)
2A3B
T
Rozwi
¹zanie
a) Dzia
ùanie A+B
jest niewykonalne, poniewa
¿ macierze A
i
B
maja r
ó¿ne wymiary
(dodajemy macierze o takich samych wymiarach).
b)
3
3
2
1
5
1
0
3
1
2
2
4
4
5
5
0
2
1
0
1
2
4
5
2
3
2
4
5
0
1
C
A
c)
T
3C
B
2
1
4
0
2
3
T
0
1
2
4
5
2
3
2
1
4
0
2
3
0
4
1
5
2
2
3
2
1
4
0
2
3
0
3
4
3
1
3
5
3
2
3
2
3
2
1
4
0
2
3
0
12
3
15
6
6
0
2
12
1
3
4
15
0
6
2
6
3
2
11
1
15
4
3
.
d)
2A
3B
T
=
3
2
4
5
0
1
2
T
2
1
4
0
2
3
3
6
4
8
10
0
2
2
4
2
1
0
3
3
6
4
8
10
0
2
6
12
6
3
0
9
12
16
2
7
0
7
6
6
12
4
6
8
3
10
0
0
9
2
..........................................................................................
Macierze, kt
óre speùniaj¹ warunek
A
A
T
nazywamy macierzami
skoœnie symetrycznymi
(lub
macierzami antysymetrycznymi
).
..........................................................................................
PRZYK£AD
Macierz
0
3
4
5
3
0
1
2
4
1
0
2
5
2
2
0
jest przyk
ùadem macierzy skoœnie symetrycznej
, bowiem
0
3
4
5
3
0
1
2
4
1
0
2
5
2
2
0
0
3
4
5
3
0
1
2
4
1
0
2
5
2
2
0
0
3
4
5
3
0
1
2
4
1
0
2
5
2
2
0
T
.
..........................................................................................
macierz
sko
œnie
symetryczna
Je
¿eli macierz A
ma wymiar
mn
, a macierz
B
ma wymiar
n
x
k
, to ich
iloczyn
C
=
AB
b
êdzie miaù wymiar m
x
k
, przy czym elementy macierzy
C
wyznaczane s
¹ ze wzoru
:
nj
in
j
i
j
i
j
i
ij
b
a
...
b
a
b
a
b
a
c
3
3
2
2
1
1
.
Powy
¿szy wzór mo¿na zapisaã krócej u¿ywaj¹c znaku „sigm
a
”
n
k
kj
ik
ij
b
a
c
1
.
Mno
¿enie dwóch macierzy A
i
B
ma wi
êc
wtedy sens, gdy macierz
A
ma tyle kolumn
co macierzy
B
wierszy. Potocznie mo
¿na powiedzieã, ¿e
macierze mno
¿y siê
mno
¿¹c „wiersz prze
z kolumn
ê” co ilustruje poni¿szy
schemat:
mno
¿enie
macierzy
i
.
.
.
a
a
a
.
.
.
in
2
i
1
i
.
.
.
b
.
.
.
b
b
.
.
.
nj
j
2
j
1
.
.
.
.
.
.
c
.
.
.
.
.
.
ij
–
ty wiersz
j
–
ta kolumna
Mno
¿enie
macierzy
nie jest przemienne
, ale jest
ù¹czne.
Pomno
¿enie macierzy
przez macierz jednostkow
¹ odpowiedniego wymiaru nie
zmieni wyniku (m
ówimy
wtedy,
¿e macierz
jednostkowa jest elementem neutralnym mno
¿
enia macierzy).
Wùasnoœci iloczynu macierzy
1. (AB)C = A(BC)
(
ù¹cznoœã)
2.
(A+B)C = AC + BC
oraz
C(A+B) = CA + CB
(rozdzielno
ϋ)
3.
AI = A
oraz
IA=A
4.
(A B)
T
= B
T
A
T
..........................................................................................
PRZYK£AD
Obliczy
ã
2
5
3
4
3
2
4
0
2
1
Rozwi
¹zanie
Pierwsza z macierzy w podanym iloczynie ma wymiar 3x2, za
œ druga jest macierz¹
kwadratowa stopnia drugiego. Iloczyn
2
5
3
4
3
2
4
0
2
1
wi
êc istnieje
(pierwsza
macierz ma dwie kolumny, a druga macierz ma dwa wiersze). Wynik b
êdzie
macierz
¹ o wymiarze 2x3.
2
5
3
4
3
2
4
0
2
1
0
23
8
20
1
16
6
6
15
8
8
0
20
0
4
3
10
4
2
3
3
2
5
3
4
2
2
4
3
0
5
4
4
0
2
2
3
1
5
2
4
1
..........................................................................................
PRZYK£AD
Dla macierzy
3
2
4
5
0
1
A
,
2
1
4
0
2
3
B
,
0
1
2
4
5
2
C
obliczy
ã:
a)
AB
b)
AC
c)
BC
Rozwi
¹zanie
a)
2
2
2
3
3
2
2
3
4
2
2
4
1
3
0
2
3
4
2
5
4
0
2
1
1
5
0
0
3
1
2
1
4
0
2
3
3
2
4
5
0
1
x
x
x
AB
6
15
8
8
6
8
8
3
12
10
2
5
3
b) iloczyn
AC
nie istnieje, bowiem macierz
A
ma 3 kolumny, a macierz
C
ma 2
wiersze
c)
3
3
3
2
2
3
0
2
4
1
1
2
5
1
2
2
2
1
0
4
4
0
1
4
5
0
2
4
2
0
0
2
4
3
1
2
5
3
2
2
2
3
0
1
2
4
5
2
2
1
4
0
2
3
x
x
x
BC
4
7
3
0
4
8
12
13
10
4
2
5
4
1
0
4
8
12
2
15
4
6
............................................................................................