• Przejdź do głównej nawigacji
  • Przejdź do głównej treści
  • Przejdź do stopki
Basic Mathematics
  • ⌕
Macierze: definicja, rodzaje, działania i wyznaczniki

Macierze: definicja, rodzaje, działania i wyznaczniki

Autor Jean Carlos Novaes

Macierz to prostokątny układ liczb, symboli lub funkcji zapisanych w wierszach i kolumnach. Może przechowywać dane, kodować układ równań, opisywać przekształcenie geometryczne albo sieć połączeń. Położenie elementu jest częścią jego znaczenia.

A=[a11a12a13a21a22a23]
A∈R2×3

Rozmiar, elementy i nakładające się typy

Rozmiar (m×n) podaje najpierw liczbę wierszy, potem kolumn. Dwie macierze są równe tylko przy tym samym rozmiarze i równych elementach odpowiadających. Macierze wierszowe, kolumnowe i kwadratowe różnią się kształtem.

Obserwuj działanie macierzy 2 × 2 na płaszczyźnie

Zmieniaj elementy, aby śledzić obrazy wektorów bazowych i zmianę pola.

Macierz diagonalna ma zera poza przekątną główną. W macierzy skalarnej elementy diagonalne są równe, a macierz jednostkowa ma tam jedynki. Macierz zerowa i macierze trójkątne to kolejne ważne przypadki.

I3=[100010001]
D=[4000−20007]

Kategorie mogą się nakładać. Macierz jednostkowa jest kwadratowa, diagonalna, skalarna i trójkątna. Jest także symetryczna, bo jest równa swojej transpozycji.

Dodawanie i mnożenie przez skalar element po elemencie

Dodawać lub odejmować można tylko macierze tego samego rozmiaru, łącząc odpowiadające pozycje. Mnożenie przez skalar mnoży każdy element i nie zmienia rozmiaru.

[1234]+[50−12]=[6226]

Taka sama liczba wszystkich elementów nie wystarcza. Macierz 2 na 3 i 3 na 2 mają po sześć liczb, ale inne kształty, więc ich suma nie jest określona.

W iloczynie wiersze spotykają kolumny

(AB) istnieje, gdy liczba kolumn (A) równa się liczbie wierszy (B). Każdy element wyniku jest iloczynem skalarnym jednego wiersza (A) i jednej kolumny (B). Rozmiary (m×n) oraz (n×p) dają (m×p).

[1234][2105]=[211623]

Przykład pokazuje, dlaczego mnożenie zwykle nie jest przemienne. Nawet gdy (AB) i (BA) istnieją, mogą się różnić. W złożeniu (ABx) najpierw działa (B), a potem (A).

Wyznacznik rozpoznaje macierze osobliwe

det[2153]=2×3−1×5=1

Tylko macierze kwadratowe mają wyznacznik. Wartość niezerowa oznacza niezależne kolumny i istnienie odwrotności; zero wskazuje utratę wymiaru. Metody obliczeń omawia wyznacznik macierzy.

Bezpieczna kolejność pracy

Najpierw zapisz wymiary. Dla sum sprawdź równe kształty, a dla iloczynu wymiary wewnętrzne. Przewidź rozmiar wyniku i obliczaj po jednej parze wiersz–kolumna. Na końcu użyj macierzy jednostkowej jako kontroli; proponowana odwrotność musi dać ją z obu stron.

Przy danych pomiarowych zbyt wczesne zaokrąglanie może zniekształcić wynik. Zachowaj dodatkowe cyfry w etapach pośrednich i zaokrąglij dopiero odpowiedź do dokładności uzasadnionej danymi.

Przed działaniem określ znaczenie wierszy i kolumn. W macierzy kosztów wiersze mogą oznaczać produkty, a kolumny miesiące. Zamiana tej konwencji bez dostosowania wektorów może dać iloczyn o zgodnych wymiarach, ale odpowiadający na inne pytanie. Jednostki też są częścią modelu: liczby sztuk, ceny i czas nie stają się zgodne tylko dlatego, że kształty tablic pozwalają na mnożenie. Opis wyniku powinien wskazać, co reprezentuje każdy wiersz i kolumna, a nie tylko podać blok liczb. Wtedy można wykryć błąd interpretacji niezależnie od rachunków.

W modelu danych zapisz też kolejność wykonywania przekształceń. Iloczyn (AB) oznacza, że na wektor najpierw działa (B), a potem (A). Zamiana kolejności może więc opisywać inny proces, nawet gdy oba iloczyny mają ten sam rozmiar.

Źródła

  • OpenStax. College Algebra 2e: Matrices and Matrix Operations.

Powiązane treści

  • Macierz transponowana: definicja, własności i przykłady
  • Wyznacznik macierzy: reguła Sarrusa i rozwinięcie Laplace'a
Jean Carlos Novaes

O autorze Jean Carlos Novaes

Absolwent informatyki na Federalnym Uniwersytecie Bahii (2017), autor i założyciel tej strony.

Stopka

Basic Mathematics

Strona z podstawową matematyką i przejrzystymi materiałami dla szkoły podstawowej i średniej. Ucz się łatwo i skutecznie!

O NAS

  • O nas
  • Kontakt
  • Mapa witryny

PRAWNE

  • Jak cytować
  • Polityka plików cookie
  • Polityka prywatności
  • Licencja treści
Polish (Polski)
  • Portuguese (Português)
  • Portuguese (Portugal)
  • English
  • Spanish (Español)
  • German (Deutsch)
  • French (Français)
  • Italian (Italiano)
  • Polish (Polski)
  • Dutch (Nederlands)
  • Swedish (Svenska)
  • Danish (Dansk)
  • Finnish (Suomi)
  • Norwegian (Norsk)

© 2015–2026 · Basic Mathematics · Wszelkie prawa zastrzeżone.