5 Repaso De Matrices
(© Chema Madoz, VEGAP, Madrid 2009)
1
Matrices
Elemento: aij
Tamaño: m n
Matriz cuadrada: n n
(orden n)
Elementos de la diagonal: ann
Vector columna
(matriz n x 1)
Vector fila
(matriz 1 x n)
a11 a12 a1n
a21 a22 a2 n
am1 am 2 amn
a1
a2
an
(a1 a2 an )
2
Suma:
3
2 1
4 7 8
A 0 4
6 , B 9
3
5
6 10 5
1 1
2
24
A B 0 9
6 1
1 7
43
3 ( 8) 6
6 5 9
10 ( 1) 5 2 5
6
7
9
5
11
3
Multiplicación por un escalar:
ka11 ka12 ka1n
ka21 ka22 ka2 n
k A
(
k
a
)
ij
mn
kam1 kam 2 kamn
3
Si A, B, C son matrices mn, k1 y k2 son escalares:
(i)
(ii)
(iii)(iv)
(v)
(vi)
A+B=B+A
A + (B + C) = (A + B) + C
(k1k2) A = k1(k2A)
1A=A
k1(A + B) = k1A + k1B
(k1 + k2) A = k1A + k2A
4
Multiplicación:
4 7
9 2
, B
(a) A
8
3 5
6
4. 9 7. 6 4. ( 2) 7. 8 78 48
AB
3. 9 5. 6 3. ( 2) 5. 6 57 34
5 8
(b) A 1 0 , B 4 3
0
2
2 7
5. ( 4) 8. 2 5. ( 3) 8. 0 4 15
AB 1. ( 4) 0. 2 1. ( 3) 0. 0 4 3
2. ( 4) 7. 2 2. ( 3) 7. 0 6 6
Nota: En general, AB BA
5
Transpuesta de una matriz A:
a11
a12
T
A
a1n
a21 am1
a22 am 2
a2 n amn
(i) (AT)T = A
(ii) (A + B)T = AT + BT
(iii) (AB)T = BTAT
(iv) (kA)T = kAT
Nota:
(A + B + C)T = AT + BT + CT
(ABC)T = CTBTAT
6
Matriz cero
A+0=A
A +(–A) = 0
0 0
0
0 0
0 , 0
, 0 0 0
0
0 0
0 0
Matrices triangulares
1
0
0
0
2 3 4
5 6 7
0 8 9
0 0 1
Triangular superior
2 0 0 0 0
1 6 0 0 0
8 9 3 0 0
1 1 1 2 0
15 2 3 4 1
Triangular inferior
7
Matriz diagonal:
Matriz cuadrada n n, i ≠ j, aij = 0
7
0
0
0
1
2
0
0
0
1
5 0
1 0
5
0 5
0 1
Matriz identidad:
A: m n, entonces
I m A = A In = A
1 0 0
0 1 0
0 0 0
0
0
1
8
Una matiz A n × n es simétrica si AT = A.
1 2 7
A 2 5 6
7 6 4
1 2 7
T
A 2 5 6 A
7 6 4
9
Resolución de sistemas de ecuaciones lineales:
a11 x1 a12 x2 a1n xn b1
a21 x1 a22 x2 a2 n xn b2
am1 x1 am 2 x2 amn xn bm
Matriz aumentada
asociada, para resolver
el sistema de ecuaciones
lineales.
a11 a12 a1n
a21 a22 a2 n
am1 am 2 amn
b1
b2
bm
10
2x1 + 6x2 + x3 = 7
x1 + 2x2 – x3 = –1
5x1 + 7x2 – 4x3 = 9
2 R1 R2
5 R1 R3
3 R2 R3
1 7
2 6
1 2 1 1
5 7 4 9
2 1 1
1
2
3 9
0
0 3
1
14
1 2 1 1
3
90 1
2
2
0 0 11 55
2
2
1
2 R2
2
11 R3
R12
1 2 1 1
1 7
2 6
5 7 4
9
2 1 1
1
3
9
1
0
2
2
0 3
1
14
1 2 1 1
3
9
0 1
2
2
0 0
1
5
x1 2 x2 x3 1
x3 = 5, x2 = –3, x1 = 10
3
9
x2 x3
2
2
x3 5
11
Resolver mediante el método de Gauss-Jordan
x1 + 3x2 – 2x3 = – 7
4x1 + x2 + 3x3 = 5
2x1 – 5x2 + 7x3 = 19
1
42
111 R2
1
111 R3
0
0
3 2 7
1
3
5
5
7 19
3 2 7
1 1 3
1 1 3
4 R1 R2
2 R1 R3
3 R2 R1
R2 R3
1
0
0
1
0
0
3 2 7
11 11 33
11 11 33
0
1
2
1 1 3
0
0
0
Entonces:
x2 – x3 = –3
x1 + x3 = 2
Haciendo x3 = t, tenemos x2 = –3 + t, x1 = 2 – t.
12
Resolver:
x1 + x2 = 1
4x1 − x2 = −6
2x1 – 3x2 = 81
1
1
4 1 6
2 3
8
1 0 1
0 1 2
0 0 16
0 + 0 = 16 !! No tiene soluciones.
13
a11 a12 a1n
a21 a22 a2 n
A
am1 am 2 amn
Vectores fila:
u1 = (a11 a12 … a1n),
u2 = (a21 a22, … a2n),…,
um = (am1 am2 … amn)
Vectores columna:
a11
a12
a1n
a21
a22
a2 n
v1
, v 2
, , v n...
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