Действия над матрицами

Назначение сервиса. Матричный калькулятор предназначен для решения матричных выражений, например, таких как, 3A-CB2 или A-1+BT.
Инструкция. Для онлайн решения необходимо задать матричное выражение. На втором этапе необходимо будет уточнить размерность матриц.
Действия над матрицами
Допустимые операции: умножение (*), сложение (+), вычитание (-), обратная матрица A^(-1), возведение в степень (A^2, B^3), транспонирование матрицы (A^T).

Матрица - прямоугольная числовая таблица, имеющая m строк и n столбцов, поэтому схематически матрицу можно изображать в виде прямоугольника.
Нулевой матрицей (нуль-матрицей) называют матрицу, все элементы которой равны нулю и обозначают 0.
Единичной матрицей называется квадратная матрица вида


Две матрицы A и B равны, если они одинакового размера и их соответствующие элементы равны.
Вырожденной матрицей называется матрица, определитель которой равен нулю (Δ = 0).

Определим основные операции над матрицами.

Сложение матриц

Определение. Суммой двух матриц и одинакового размера называется матрица тех же размеров, элементы которой находятся по формуле . Обозначается C = A+B.

Пример 6. .
Операция сложения матриц распространяется на случай любого числа слагаемых. Очевидно, что A+0=A.
Еще раз подчеркнем, что складывать можно только матрицы одинакового размера; для матриц разных размеров операция сложения не определена.

Вычитание матриц

Определение. Разностью B-A матриц B и A одинакового размера называется такая матрица C, что A+ C = B.

Умножение матриц

Определение. Произведением матрицы на число α называется матрица , получающаяся из A умножением всех ее элементов на α, .
Определение. Пусть даны две матрицы и , причем число столбцов A равно числу строк B. Произведением A на B называется матрица , элементы которой находятся по формуле .
Обозначается C = A·B.
Схематически операцию умножения матриц можно изобразить так:

а правило вычисления элемента в произведении:

Подчеркнем еще раз, что произведение A·B имеет смысл тогда и только тогда, когда число столбцов первого сомножителя равно числу строк второго, при этом в произведении получается матрица, число строк которой равно числу строк первого сомножителя, а число столбцов равно числу столбцов второго. Проверить результат умножения можно через специальный онлайн-калькулятор.

Пример 7. Даны матрицы и . Найти матрицы C = A·B и D = B·A.
Решение. Прежде всего заметим, что произведение A·B существует, так как число столбцов A равно числу строк B.


Заметим, что в общем случае A·B≠B·A, т.е. произведение матриц антикоммутативно.
Найдем B·A (умножение возможно).

Пример 8. Дана матрица . Найти 3A2 – 2A.
Решение.
.
; Умножение матрицы на число.
.
Отметим следующий любопытный факт.
Как известно, произведение двух отличных от нуля чисел не равно нулю. Для матриц подобное обстоятельство может и не иметь места, то есть произведение ненулевых матриц может оказаться равным нуль-матрице.

Пример 9. Если и , то
.

Умножение матрицы на число

При умножении числа b матрицы A=(aij) получается матрица, элементы которой равны b·aij (каждый элемент матрицы умножается на число b).

Подробнее о том, почему нельзя делить матрицы.

Скачать.

Пример 9. Найти значение многочлена f(x) от матрицы A, если f(x)=2x2–3x+5.
2*A^2-3*A+5*B
где A - матрица из задания, B = E - единичная матрица.

загрузка...