Dialectica

OPERACIONES CON MATRICES
Operaciones análogas a las de adición. Sustracción, multiplicación y división de números reales se pueden definir para las matrices. Puesto que una matriz es una disposición de números reales, en lugar de un solo número real, algunas propiedades de las operaciones para los números reales no tienen equivalencia en las operaciones análogas con matrices; ejemplosespecíficos se dan en las siguientes secciones. En esta sección se definen e ilustran la adición y la sustracción de matrices, la multiplicación de una matriz por un escalar, y la multiplicación de matrices entre sí.
ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE MATRICES
Las matrices se pueden sumar o restar solamente si son del mismo orden. La suma o la diferencia de dos matrices m x n es otra matriz m x n cuyoselementos son las sumas o diferencias de los elementos correspondientes de las matrices originales; de modo que si



entonces A ± B = C


en donde




es decir, , en donde para toda i y toda j.

EJEMPLO



PROBLEMAS
Obtener la matriz que resulta de cada una de las siguientes operaciones:Respuestas a los Problemas de Número Impar


MULTIPLICACIÓN DE UNA MATRIZ POR UN ESCALAR
Un solo número real (que equivale a una matriz 1 x 1) se denomina escalar en las operaciones del álgebra matricial. Cuando una matriz se multiplica por un escalar, cada elemento de la matriz queda multiplicado por ese escalar (que es una constante); por lo tanto, si

y k es cualquier escalar (oconstante)

entonces


EJEMPLO

MULTIPLICACIÓN DE MATRICES
Dos matrices se pueden multiplicar entre sí sólo si el número de columnas en una de ellas es igual al número de filas en la otra. En particular, la matriz producto AB está definida solamente si el número de columnas en A es el mismo que el número de filas en B; en este caso se dice que las matrices A y B son compatibles antela multiplicación, y la matriz producto tiene el mismo número de filas que A y el mismo número de columnas que B. Así, una matriz m x n se puede multiplicar con una matriz n x p para obtener una matriz m x p.
DEFINICIÓN: Cuando un vector fila 1 x n multiplica a un vector columna n x 1, el resultado es un escalar al que se le denomina producto interior de los dos vectores, y su valor es la suma delos productos de los componentes de los vectores. Por lo tanto si

u = y v =

entonces u1xn vnx1 = w (un escalar), en donde .

Cuando se multiplican dos matrices, el elemento en la i-ésima fila y en la j-ésima columna de la matriz producto, es el producto interior del i-ésimo vector fila de la primera matriz con el j-ésimo vector columna de la segunda. Deacuerdo con lo anterior, el producto de dos matrices puede expresarse como una matriz de sus productos interiores: Si y , entonces AB = C, en donde

es decir, .



EJEMPLO


en donde





en donde

En la multiplicación de matrices, el orden (o sucesión) según el cual se efectúa la multiplicación es muy importante. Si A es m x n y B es n x m, entonces esposible obtener las matrices producto AB, y BA; sin embargo, en general AB ≠ BA. En el producto matricial AB, se dice que A premultiplica a B, o alternativamente, que B posmultiplica a A. Como, en general, la premultiplicación y la posmultiplicación dan resultados diferentes, aun cuando ambos están definidos, se debe tener cuidado en mantener el orden apropiado en todas las multiplicaciones de matrices.Esta precaución no es necesaria en la multiplicación de números, como se recordará.


EJEMPLO
(a) Si y
entonces

(b) Si y

entonces




(c) Si y

entonces


NOTA: Cuando un vector fila premultiplica a un vector columna, el resultado es un producto interior, es decir, un...