Matriz (matemáticas): Diferenzas entre revisións

Contido eliminado Contido engadido
Sen resumo de edición
Sen resumo de edición
Liña 15:
 
== Definición ==
Unha '''matriz''' en ''R'' é unaunha colección dobremente indexada de elementos dun [[Anel (álxebra)|anel]] ''R'', é dicir, que os elementos disporanse en ''filas'' e ''columnas e'' que os elementos teñen definidos operacións semellantes a [[suma]] e ao [[Produto (aritmética)|produto]].{{sfn|Lang||||2002|p=503}} A meirande parte deste artigo referirase a ''matrices reais'' ou ''complexas'', é dicir, matrices cuxos elementos son números reais ou complexos, respectivamente. Un exemplo dunha matriz sería:
 
<math>
Liña 99:
 
=== Multiplicación por un escalar ===
A [[multiplicación]] é unha das operacións máis sinxelas que poden ser feitas con matrices. Para multiplicar un número ''k'' calquera por unha matriz m×n''m''×''n'' <math> A </math>, basta multiplicar cada entradaelemento de a<submath>ij A </submath> de A por ''<math> k'' </math>. Así, a matriz resultante <math> B </math>será tamén m×ne''m''×''n'' e b<submath> b_{ij</sub>} = ''k''.a<sub> \cdot a_{ij} </submath>. Con iso, pódese pensar tamén na noción de dividir unha matriz por un número: basta multiplicala polo [[Elemento inverso|inverso]] dese número. Mais esa noción pode ser perigosa: encanto a multiplicación entre un número e unha matriz pode ser dita "[[Conmutatividade|conmutativa]]", o mesmo non vale para a división, pois non se pode dividir un número por unha matriz.
 
Por exemplo:
Liña 122:
=== Adición de matrices ===
 
Se <math> A </math>e <math> B </math>son dúas matrices da mesma orde ''m''×''n'', entón a '''suma''' <math> A + B </math> é a que se obtén ao sumar os elementosmatriz de <math>orde A </math> cos elementos de <math> B </math> que lle corresponden, e a ''m'diferencia'×''n'' <math> A - B </math>é a que se obtén ao restarsumar aosos elementos de <math> A </math> cos elementos de <math> B </math> que lle corresponden., Éé dicir, dadas as matrices <math> A </math>e <math>de B </math>do mesmomesma orde ''m''×''n'', <math> A = (a_{ij}) </math>e <math> B = (b_{ij}) </math>, entón a suma <math> A+B = (a_{ij}+b_{ij}) </math>e a diferencia <math> A-B = (a_{ij}-b_{ij}) </math>.
 
Por exemplo:<math>
Liña 150:
</math>.
 
A matriz <math> (-1)A </math>escríbese <math> -A </math>, e entón podemos definir a diferencia de dúas matrices: dadas as matrices <math> A </math>e <math> B </math>de mesma orde, <math> A = (a_{ij}) </math>e <math> B = (b_{ij}) </math>, entón a diferencia <math> A-B = A+(-B) = (a_{ij}-b_{ij}) </math>.<br />
<br />
 
=== MultiplicaciónProduto de Matricesmatrices ===
 
AO '''Multiplicación'''produto de dúas matrices é só posíbel se o número de columnas da matriz da esquerda é o mesmo número de liñas da matriz da dereita. Se '''<math> A''' </math> é unha matriz ''m'' por ×''n'' e ''<math> B'' </math> é unha matriz ''n'' por ×''p'', entón o seu '''produto''' ''<math>C = AB'' </math> é aunha matriz ''m'' por ×''p'' (''m''é liñas<math> ec_{ij} ''p''= columnas)a_{i1}b_{1j} dada+ por:a_{i2}b_{2j} + \ldots + a_{in}b_{nj} </math>.
:<math> (AB)[i,j] = A[i,1] B[1,j] + A[i,2] B[2,j] + ... + A[i,n] B[n,j] \!\ </math>
para cada par ''i'' e ''j''.
 
Por exemplo:
Liña 184 ⟶ 182:
== Álxebra de matrices ==
 
=== Propiedades da adición de matrices e da multiplicación por escalares ===
Dadas as matrices <math> A </math>, <math> B </math>, <math> C </math>da mesma orde e <math> c </math>, <math> d </math>escalares, entón cúmprense as seguintes propiedades:
 
# '''ConmutatividadeConmutabilidade''': <math> A+B = B+A </math>
# '''AsociatividadeAsociatibidade''': <math> (A+B)+C = A+(B+C) </math>
# '''Elemento neutro da suma de matrices''': Para todas as matrices da mesma orde, existe unha matriz <math> O </math>tal que <math> A+O = A </math>para calquera matriz <math> A </math>
# '''Elemento oposto da suma de matrices''': Para toda matriz <math> A </math>existe unha matriz <math> -A </math>tal que<math> A+(-A)=0 </math>
# '''DistributividadeDistributibidade respecto a suma de matrices''': <math> c(A+B)=cA+cB </math>
# '''DistributividadeDistributibidade respecto a suma de escalares''':<math> (c+d)A = cA+dA </math>
# <math> c(dA)=(cd)A </math>
# <math> 1A = A </math>onde <math> 1 </math>é o elemento neutro do productoproduto do anel ''R'' ao que pertence o escalar.<!-- Combinacións lineais de matrices -->
 
=== Propiedades dado Multiplicaciónproduto de matrices ===
Dadas as matrices <math> A </math>, <math> B </math>, <math> C </math>das ordes axeitadas para que as operacións estean definidas, e <math> k </math>un escalar, entón cúmprense as seguintes propiedades:
A multiplicación de matrices ten as seguintes propiedades:
 
# '''Conmutabilidade''': <math> A(BC)=(AB)C </math>
'''NON CONMUTATIVA:'''
# '''Asociatibidade pola esquerda''': <math> A(B+C)=AB+AC </math>
En xeral o produto de matrices é non conmutativo.
# '''Asociatibidade pola dereita''': <math> (A+B)C = AC + BC </math>
# <math> k(AB) = (kA)B = A(kB) </math>
# Si <math>A</math> té orde ''m''×''n'', <math> I_mA = A = AI_n </math>
 
En xeral, observamos que o produto de matrices dúas matrices <math> A </math>e <math> B </math> é non conmutativo.:
Se as matrices non son cadradas poderemos facer AB pero non BA
 
* Se as matrices non son cadradas, poderemosal facermenos ABun perodos dous produtos non BAestará definido.
* De seren dúas matrices cadradas, os produtos <math> AB </math> e <math> BA </math>estarán definidos, pero non teñen porque coincidir, como no seguinte exemplo:
 
Se as matrices son cadradas poderemos facer AB e BA peron non teñen porque coincidir.
Se coinciden diremos que as matrices A e B conmutan. AB=BA
Exemplo: <math> \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & 0 \\
0 & 1 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 0 & 2 \\ 0 & 4 \end{pmatrix} </math> e <math> \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} </math> as matrices non conmutan.
De coincidiren, <math> AB = BA </math> e diremos que as matrices <math> A </math> e <math> B </math> conmutan.
 
== Matriz cadrada ==
Unha matriz cadrada é unha matriz co mesmo número de filas que de columnas, é dicir, son as matrices de orde ''n''x''n'' ou, simplemente, de orde ''n''. Chamaremos ao conxunto de elementos da forma <math> a_{ii} </math> como [[Diagonal principal|diagonal principal]].
 
=== Principais tipos ===
'''DISTRIBUTIVA:'''
:{| class="wikitable" style="float:right; margin:0ex 0ex 2ex 2ex;"
|-
! Nome !! Exemplo con ''n''=3
|-
|[[Matriz diagonal]]|| style="text-align:center;" |<math>
\begin{pmatrix}
a_{11} & 0 & 0 \\
0 & a_{22} & 0 \\
0 & 0 & a_{33} \\
\end{pmatrix}
</math>
|-
|[[Matriz triangular inferior]]|| style="text-align:center;" |<math>
\begin{pmatrix}
a_{11} & 0 & 0 \\
a_{21} & a_{22} & 0 \\
a_{31} & a_{32} & a_{33} \\
\end{pmatrix}
</math>
|-
|[[Matriz triangular superior]]|| style="text-align:center;" |<math>
\begin{pmatrix}
a_{11} & a_{12} & a_{13} \\
0 & a_{22} & a_{23} \\
0 & 0 & a_{33} \\
\end{pmatrix}
</math>
|}
 
==== Matrices diagonais e triangulares ====
Se ''A'' e ''B'' <math> \in {M}_{m x n} </math> e a matriz ''C'' <math> \in {M}_{k x m} </math> ("distributiva á esquerda").
Se todos os elementos da matriz <math> A </math> por debaixo da diagonal principal son nulos, <math> A </math> é unha [[Matriz triangular|matriz triangular]] superior. Analogamente, se os elementos que están por riba da diagonal principal son cero, entón <math> A </math> é unha matriz diagonal inferior. Se todas os elementos que no estean na diagonal principal son nulos, diremos que <math> A </math> é unha [[Matriz diagonal|matriz diagonal]].
C(A+B)=CA+CB
 
Se ''A''os eelementos da diagonal son ''B''<math> \inlambda_1 \ldots \lambda_n </math>, defínese <math> \texttt{Mdiag}_{m(\lambda_1 x\ldots n}\lambda_n) </math> ecomo a matriz ''C''diagonal na que <math> \in a_{Mii}_{n x= k}\lambda_i </math> ("distributiva á dereita").
(A+B)C=AC+BC
== Notas ==
{{listaref}}
Liña 222 ⟶ 255:
* {{cita libro|apelidos=Lang|nome=Serge|título=Algebra|lugar=Nova York|editorial=Springer-Verlag New York|ano=2002|isbn=0-38-795385-X|ref=harv}}
*{{cita libro|apelidos=Poole|nome=David|título=Linear Algebra: A Modern Introduction|lugar=|editorial=Brooks Cole|ano=2011|isbn=0-538-73544-9|ref=harv}}
*{{cita libro|apelidos=Anton|nome=Howard|título=Introducción al Álgebra Lineal|lugar=México|editorial=Editorial Limusa, S.A.|ano=2003|isbn=986-18-6317-8|ref=harv}}
 
== Véxase tamén ==