FAV-ZCU/KMA LAA/2. Matice.md

2.9 KiB

Matice

Maticí typu m/n nazveme soubor (tabulku) m x n prvků (čísel) a_{ij} zapsaných do m řádků a n sloupců.

značení význam
(i, $j$) pozice v matici
a_{ij} prvek na pozici (i, $j$)
i řádkový index
a_{kk} diagonální prvek matice
m/n typ matice: m řádků, n sloupců

Názvy matic

Tvarové
  • Čtvercová matice
    • mají stejný počet řádků a sloupců
  • Obdélníková matice
    • rozdílný počet řádků a sloupců
  • $m$-složkový sloupcový vektor
    • matice typu m/1
  • $n$-složkový řádkový vektor
    • matice typu 1/n
Další
  • Nulová matice
    • matice m/n plná nul, značíme 0 $$\begin{bmatrix} 0 & 0 & 0 \ 0 & 0 & 0 \end{bmatrix}
  • Diagonální matice - čtvercová matice s nenulovými čísly pouze na diagonále $$diag{1, -3, 0} = A = \begin{bmatrix} -1 & 0 & 0 \ 0 & -3 & 0 \ 0 & 0 & 0 \end{bmatrix}
  • Jednotková matice - diagonální matice s 1 na diagonále $$I = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \ 0 & 1 & 0 \ 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}
  • Symetrická matice
    • čtvercová matice, kde se a_{ij} rovná $a_{ji}$ $$A_{1} = \begin{bmatrix} 1 & \underline{2} & \underline{1} \ \underline{2} & 1 & \underline{0} \ \underline{1} & \underline{0} & 3 \end{bmatrix}
  • Antisymetrická matice
    • čtvercová matice, kde se a_{ij} rovná -$a_{ji}$ $$A_{2} = \begin{bmatrix} 0 & \underline{2} & \underline{-1} \ \underline{-2} & 0 & \underline{3} \ \underline{1} & \underline{-3} & 0 \end{bmatrix}
    • Poznámka: V antisymetrické matici jsou všechny prvky a_{ii} = 0
  • Horní a dolní trojůhelníková matice
    • Pro H platí a_{ij} = 0 pro všechna i > j
    • Pro D platí a_{ij} = 0 pro všechna $i < j$ $$H = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 1 \ 0 & 3 & 0 \ 0 & 0 & 4 \end{bmatrix} \ \ \ D = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \ 2 & 2 & 0 \ 1 & 1 & 0 \end{bmatrix}

Operace

  • Rovnost
    • A = B pokud všechny a_{ij} = b_{ij}
  • Opačná matice
    • matice [-a_{ij}] značená -A je opačná matice k matici A
  • Transponovaná matice
    • matice a_{ji} typu n/m značená A^T je transponovaná k matici a_{ij} typu m/n značené $A$ $$A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 3 \ 4 & 5 & 6 \end{bmatrix} \ \ \ A^T = \begin{bmatrix} 1 & 4 \ 2 & 5 \ 3 & 6 \end{bmatrix}
    • z toho plyne:
      • A je symetrická, právě když A = A^T
      • A je antisymetrická, právě když A = -A^T
      • (A^T)^T = A
  • Sčítání a odčítání
    • sčítáme/odčítáme prvky na stejných pozicí
  • Násobení konstantou
    • vynásobíme všechny členy konstantou
  • Násobení dvou matic
    • nekomutativní
    • matice A_{m/\underline{n}} a B_{\underline{n}/p}