background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

Zestaw nr 8 – Macierze

Zadanie 1. Wyznacz elementy macierzy oraz omów jej własności:

1.

= [a

ij

]

3x5

a

ij

+ 2j − 3

2.

= [a

ij

]

3x3

a

ij

= (max {i, j}− 2

3.

= [a

ij

]

5x5

a

ij

= min {i, j} + 1

4.

= [a

ij

]

4x4

a

ij

=

3i − 2j

dla j

0

dla i 6j

5.

= [a

ij

]

4x4

a

ij

=

min {i, j}

dla i ¬ j

0

dla i > j

6.

= [a

ij

]

5x5

a

ij

=

3j − 10

dla i ­ j

0

dla i < j

7.

= [a

ij

]

4x4

a

ij

=

0

dla j

i − j

dla i 6j

8.

= [a

ij

]

4x5

a

ij

= 2i − j + 2

Zadanie 2. Dane są macierze =


1 0 1

2

1

0


=


1

1

1

0

1

1


=





1

0

1

0

1

0

1 0 2





Korzystając z własności działań na macierzach przekształć podane wyrażenia i oblicz elementy po-

danych macierzy:

(1)

AC BC

(2)

CA

T



BC

T



T

(3) =



CA

T



T

− 2A

(4)

=



AC

T



T

+ 3A

T

(5) = (A

T

B)

T

− 2C

(6)

AB

T

+2C

1

background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

Zadanie 3. Ciągiem odpowiednich przekształceń elementarnych przekształć podane macierze do postaci

bazowej:

(1)





1

2

1 0 1

2

1

1

0

1

2

0

1

1





(2)





1

1

0

3

2

2

3

1 1 1

0

1

1 7

3





(3)





1

2

1

0

1

0

2

1

1





(4)





0

1

1

1

1

2

1

2

1





(5)


1

2

1

1 0

2 0

1

1 3


(6)





1

0

2

2 0 1

0

1

1

1

0

2

2

2

1

2





Zadanie 4. Zbudować macierz A

4

= [a

ij

], gdzie a

ij

=

i

j

i · j

i 6j

oraz oblicz

(1) tr (3A)

(2) det (2A)

(4) det(4A)

(5)

5 det(2A)

3tr (3A)

A

T

.

Zadanie 5. Dana jest macierz =








1

0

0

1

2

1

1

0

1 2

1

2

0

1

1

1








. Wiadomo, że macierz powstała z poprzez

dodanie do wiersza 3 wiersza 2 oraz zamianę miejscami kolumny 3 z 4. Oblicz:

a) det



A

T

B



b) det



AB

1



c) det



1
5

AB



Zadanie 6. Oblicz rząd macierzy:

a)





1

2

1

0

1

2

4

2

0

2

3

6

3

0

3





b)


1

3

0

2


c)





1

2

0

2

1

0

3

1 0





d)





1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

2

1

0

0

1

0

1 0 1 1 0 1





2

background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

Zadanie 7. Korzystając z odpowiednich własności charakterystyk macierzy

uprość podane wyrażenie a następnie wyznacz macierz:

a) =

det(A)+tr(A)

rz(A)

(I)

1

dla

=


1

1

2

4


b) =

det(I

4

)+tr(A+I)det(A

T

)

3+8 det(AA

1

)

(A − 3I)

T

dla =





1

0

0

1

2

0

0

3 2





c) =

det(A)+tr(A)

3 det(A

1

A)+rz(A)

(I)

T

dla A

3

= [a

ij

], gdzie a

ij

=

2 max {i, j} − 1

i ¬ j

0

i > j

.

d) =

h

rz(7AA

T

) + 3 det(AA

T

)

T

i

(AA

T

)

1

dla

=


4

2

3

2

0

1


e) =

det(B

T

)+tr(A+2I)1

rz(B

1

)+det(BA)



A(B

1

A)

1

+ 3I



dla =





1

0

1

0

2

3

0

0

1





=





0

0

1

0

3

0

1

3

3





f) =

det(A

T

B)+tr(A

T

B)−rz(3A)

rz(4A

T

B) det(A

T

B)

1

h

A

T

B

i

1

dla =





2

1

1

0

1

1





=





2

1

0

1

1

2





Zadanie 8. Wyznacz wartość parametru m, dla którego rząd macierzy:

a) =





1 2m

− 2m

m

0

−m − 2

3

0

1





jest mniejszy od 3

b) =





4

2

+ 4

1

+ 3

− m

+ 3

0

+ 3





jest największy.

3

background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

Odpowiedzi do zestaw nr 8 – Macierze

Zadanie 1

1) =





0

2

4

6

8

1

3

5

7

9

2

4

6

8

10





, macierz prostokątna

2) =





1 0 1

0

0

1

1

1

1





, macierz trzeciego stopnia, symetryczna

3) =












2

2

2

2

2

2

3

3

3

3

2

3

4

4

4

2

3

4

5

5

2

3

4

5

6












, macierz piątego stopnia, symetryczna

4) =








1

0

0

0

0

2

0

0

0

0

3

0

0

0

0

4








, macierz czwartego stopnia, diagonalna

5) =








1

1

1

1

0

2

2

2

0

0

3

3

0

0

0

4








, macierz czwartego stopnia, trójkątna górna

6) =












6

0

0

0

0

2 0 0

0

0

1

2

0

0

3

4

5

6

0

6

7

8

9

10












, macierz piątego stopnia, trójkątna dolna

7) =








0

3

1

0

2

2

1

0

1

3

2

1

0








, macierz czwartego stopnia, skośnosymetryczna

8) =








3

2

1

0

1

5

4

3

2

1

7

6

5

4

3

9

8

7

6

5








, macierz prostokątna

4

background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

Zadanie 2

(1)

AC BC = (B=


0

1

0

1

0

4


(2)

CA

T



BC

T



T

C



A

T

− B

T



=





0

2

1

2

6

2





(3) =



CA

T



T

− 2A



C

T

− 2I



=


2

0

1

2


(4)

=



AC

T



T

+ 3A

T

= (+ 3I)A

T

=





2

8

0

4

6

2





(5) = (A

T

B)

T

− 2B

T

A − 2=





3

0

1

3

1

5

1

5





(6)

AB

T

+2niewykonalne

Zadanie 4

=








1

2

3

4

2

2

6

8

3

6

3

12

4

8

12

4








,

tr(3A) = 3tr= 30,

det(2A) = 2

4

det = 2

4

144,

det(4A) = 4

4

144,

5 det(2A)

3tr(3A)

A

T

=

1152

9

Zadanie 5

det 5det = 5stąd: a) det



A

T

B



25

b) det



AB

1



= -1

c) det



1
5

AB



1

25

Zadanie 6

(1) 1

(2) 2

(3) 2

(4) 2

Zadanie 7

(1)

=

7
2

A

(2)

=

5

11





2

0

0

1

0

0

1





T

=

5

11





1

0

0

3

0

0

1





(3)

= 4





2

3

5

0

4

5

0

0

6





T

= 4





2

0

0

3

4

0

5

5

6





5

background image

Dominika Bogusz, Aneta Zglińska - Pietrzak, Maciej Malaczewski

(4)

= 363(AA

T

)

1

= 363 ·

1

120

·


5

5

5

29


(5)

=

4
3

[+ 3I] =

4
3





3

0

1

0

6

0

1

3

6





(6)

= 120


3

1

3 3


1

= 120 ·

1

12


3

1

3

3


=


30

10

30

30


Zadanie 8

a) rzrz





1 2m

− 2m

m

0

−m − 2

3

0

1





3 dla = 0 lub 

3
2

b) rzC rz





4

2

+ 4

1

+ 3

− m

+ 3

0

+ 3





jest największy dla m ∈ R\ {−3, −10}

6