Olá, gente! Hoje darei continuidade as aulas sobre matrizes. Veja aqui a AULA 1 e a AULA 2. Pretendo postar mais do que as 5 aulas previstas para essa série e "emendar" com determinantes.
Hoje falarei das operações feitas com matrizes. E mais alguns tipos de matrizes que achei melhor colocar aqui, pois em geral, para entende-las, você precisa saber operações com matrizes.
Igualdade de matrizes.
Para duas matrizes A e B serem iguais, elas devem ter mesma ordem m x n e seus elementos correspondentes devem ser iguais, ou seja, . Aqui vai um exemplo para deixar mais claro
e
então
Adição de matrizes
Para somar duas matrizes ambas devem ser de ordem m x n. E a soma será uma matriz C de ordem m x n com
Exemplo:
Então,
Observe que a adição de matrizes tem algumas propriedades. Se A, B e C são matrizes de mesma ordem.
P.1-
P.2-
P.3- Se é a matriz nula de mesma ordem que A, então
Antes de definir a quarta propriedade, devo definir a matriz oposta de uma matriz A.
A matriz oposta de uma matriz A é representada por e é a matriz que somada a A resulta numa matriz nula. Ou seja,
Exemplo: Se
então ,
então ,
pois
Podemos agora definir nossa P.4
P.4-
A demonstração das propriedades é muito facil, então fica a cargo do leitor.
Subtração de matrizes
Se A e B são matrizes de ordem mxn, então será A somado ao inverso da matriz B, ou seja, . Sendo C uma matriz de ordem mxn, com
Exemplo:
e
então
Multiplicação de matrizes por um número real
Se temos uma matriz A de ordem mxn e elementos e queremos multiplicar por um número real k, então kA será de ordem m x n também e seu elementos da i-ésima linha
e j-ésima coluna será
Exemplo: e
então
Se k e l são números reais e A e B matrizes de mesma ordem, ficara como exercicio mostrar as 4 propriedades abaixo.
P.1-
P.2-
P.3-
P.4-
Veja que são verdadeiras estas propriedades. É só aplicar a definição!
Matriz transposta
Se é uma matriz m x n com elementos , então a matriz transposta de , representada por é de ordem n x m com .
Exemplo:
Então:
logo,
logo
Algumas propriedades a serem verificadas:
P.1-
P.2-
P.3-
Multiplicação de matrizes
Essa operação não é tão trivial quanto as outras.
Para multiplicar 2 matrizes A e B, A deve ser de ordem mxn e B de ordem nxp, e o produto dessas matrizes será uma matriz C de ordem mxp com elementos determinados como:
Para deixar mais claro, aqui vai um exemplo:
e
Então:
sendo
Agora montamos nossa matriz
Observer que só podemos elevar uma matriz ao quadrado ou a qualquer outra potencia "p" se ela for uma matriz quadrada. Observe também que se A e B são matrizes quadradas de mesma ordem, então e que embora com números reais a multiplicação é comutativa, com matrizes isso nem sempre ocorre.
Matriz Inversa
Se A é uma matriz quadrada de ordem n, e existe uma matriz quadrada de ordem n B, com (matriz identidade de ordem n), então A é uma matriz invertivel ou não-singular, B é a matriz inversa de A e é escrita como .
Exemplo:
então:
já que:
=
e
logo, como então A é invertivel e é a matriz inversa de A.
Há um método para determinar se uma matriz é invertivel e em caso afirmativo qual é a sua inversa.
Dada a matriz A podemos determinar , se existir, para isso:
Logo, pela definição de matriz inversa,
Se aplicar a definição de multiplicação de matrizes, encontrará um sistema, caso o sistema tenha solução, a matriz A terá inversa e seu inverso será
definido pelo resultado obtido (observe que o método funciona com matrizes quadradas de qualquer ordem). Caso caia num sistema que seja impossível (ou seja, a igualdade não é verdadeira) então A não possui uma matriz inversa. Neste caso, falamos que A não admite inversa, que A não é invertivel ou que é singular.
Bem, gente, por hoje é só! Na próxima postagem desta série veremos como aplicar tudo que vimos até agora e exercitaremos um pouco. Se gostou do blog, recomende aos seus amigos por Twitter, Facebook ou G+. Para receber nossas atualizações nos siga por e-mail ou aqui no blog.
Até mais!
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