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1、矩阵matrix,矩阵的概念,线性方程组,变量的系数可排成一个3行4列的矩形阵列:,加常数项,有无解,由变量的系数和常数项决定。,对方程组有无解的研究可转为对上述矩形阵列的研究。,例,线性方程组,系数矩阵:,增广矩阵:,例,3 种产品,4 个季度的产值也可用一个4行3列的矩形阵列(或矩形表)来描述:,季 度,产 品,从该矩形表上可以看出产值在不同季度的分布。,矩阵的定义,定义 由 m n 个数排成的 m 行 n 列的表(即阵列),称为一个 m 行 n 列矩阵,,称 m n 为该矩阵的“大小”或者“类型”。,其中 表示第 i 行第 j 列处的元素。,简称为 矩阵,,矩阵的大小,一个 m 行 n
2、列矩阵,,称 mn 为该矩阵的“大小”或“类型”。,简称为 矩阵,,这里,mn 中的符号“”仅仅是一个记号,并不表示要将 m,n 两个数乘起来。比如两个矩阵,其中一个为 3行4列,大小为 34;另一个矩阵为6行2列,大小为 62.这是两个大小互不相同的矩阵。,矩阵的记法,(1)A,B,C,.,(2),.,(3),,例:,(小括号和中括号是矩阵的标志性符号),定义,矩阵相等,根据定义,两个矩阵相等,是指这两个矩阵大小相同,且对应位置的元素相同。,所有元素都为零的矩阵称为零矩阵,记为O或者0.,例如,特殊矩阵:,行(列)矩阵:,只有一行的矩阵称为行向量,只有一列的矩阵称为列向量。,当 m=n 时,
3、称矩阵为 n 阶矩阵或 n 阶方阵。,例,是三阶矩阵。,一 阶(m=n=1)矩阵可以看作一个数。,方阵就是行数和列数相同的矩阵。,矩阵运算-负矩阵(类似于向量的负向量):,则定义A 的负矩阵为,定义:,例:,矩阵的运算,数的运算,加法,减法,乘法,除法,矩阵的运算,加法,减法,数乘矩阵 矩阵乘矩阵,无,在学习矩阵的运算及性质时,要注意与数的运算及性质对比,哪些相同,哪些不同。,例,甲、乙两个厂的四种产品,四个季度的产值分别如矩阵A、B,,季 度,产 值,则总和,1.矩阵的加法,定义 设矩阵,与,是两个 mn 矩阵,将其对应元素相加,得到一个新的 mn 矩阵:,则称矩阵C为矩阵A与B之和,记作C
4、=A+B.,注意:,不是任意两个矩阵都能够相加。若两个矩阵的行数不同,则不能相加;若列数不同,也不能相加。只有在两个矩阵的类型(即大小)相同时,这两个矩阵才能相加。,例:,由负矩阵可定义矩阵减法:,设A、B为类型相同的矩阵,则A与B的差,即矩阵减法:,2.矩阵的数乘,定义 设 是一个 矩阵,k 是一个数,则称矩阵,为数 k与矩阵A的乘积(矩阵的数乘),记为 kA.,例:,例 有4名学生,3门课,平时成绩,期末成绩,期中成绩,总成绩中,分别占10%、20%和70%,D=0.1C+0.2B+0.7A,0.1,+0.2,+0.7,总成绩矩阵,矩阵的加(减)法与数乘统称为矩阵的线性运算。,例,线性运算的 8 个基本性质(运算律),设A、B、C、0为同型矩阵,k,l 为数,则有,加法,数乘,与向量或者数的运算律相同。,交换律,结合律,例 已知,解,