บทที่ 1 เมทริก ซ

บทที่ 1 เมทริก ซ บทที่ 1 เมทริก ซ

mathstat.sci.tu.ac.th
from mathstat.sci.tu.ac.th More from this publisher
05.01.2015 Views

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 4 ตัวอย่าง 1.1 จงพิจารณาว่าเมทริกซ์ใดต่อไปนี้เท่ากัน [ ] [ ] [ ] [ ] 1 2 −1 1 2 1 4 −1 1 2 −1 A = , B = , C = 2 , D = 4 0 1+2 4 0 4 0 3 4 0 1 วิธีทำ ......... บทนิยาม 1.4 (ผลบวกของเมทริกซ์) กำหนดให้ A และ B เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน ผลบวก ของ A และ B ซึ่งเขียนแทนด้วย A+B คือ เมทริกซ์ที่ได้จากการบวกสมาชิกที่สมนัยกันของ A และ B หรือกล่าวได้ว่า ถ้า A = [a ij ] และ B = [b ij ] เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน แล้ว C = A+B ก็ต่อเมื่อ c ij = a ij +b ij สำหรับทุก i และ j ตัวอย่าง 1.2 จงหาเมทริกซ์ C ที่เป็นผลบวกของเมทริกซ์ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ 1 3 6 −4 2 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ A = ⎣−1 5⎦ และ B = ⎣−2 0 ⎦ 0 2 −3 −2 วิธีทำ ......... บทนิยาม 1.5 (การคูณโดยสเกลาร์) กำหนดให้ A เป็นเมทริกซ์ใดๆ และ c เป็นสเกลาร์ใดๆ ผลคูณ cA คือ เมทริกซ์ที่ได้จากการคูณสมาชิกทุกตัวของ A ด้วยสเกลาร์ c และเราจะเรียก เมทริกซ์ cA ว่า พหุคูณสเกลาร์ (scalar multiple) ของ A หรือกล่าวได้ว่า ถ้า A = [a ij ] แล้ว B = cA ก็ต่อเมื่อ b ij = ca ij สำหรับทุก i และj ตัวอย่าง 1.3 กำหนดให้ จงหา 3A และ (−1)A [ ] 1 −1 0 3 A = 2 6 −4 8 วิธีทำ ......... บทนิยาม 1.6 ตัวลบ ของเมทริกซ์ B ซึ่งเขียนแทนด้วย −B คือ เมทริกซ์ (−1)B ที่ได้จาก การเปลี่ยนเครื่องหมายของสมาชิกทุกตัวของ B บทนิยาม 1.7 (ผลต่างของเมทริกซ์) กำหนดให้ A และ B เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน ผลต่าง ของ A และ B ซึ่งเขียนแทนด้วย A−B คือ เมทริกซ์ C ที่นิยามโดย C = A+(−B) หมายเหตุ เมทริกซ์ A−B สามารถหาได้จากการลบสมาชิกทุกตัวของ A ด้วยสมาชิกที่สมนัยกัน ของ B [ ] [ ] 1 2 0 4 ตัวอย่าง 1.4 จงหาเมทริกซ์ C = 2A−B เมื่อ A = และ B = −1 0 −1 0 วิธีทำ .........

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 5 บทนิยาม 1.8 (การคูณเมทริกซ์) ถ้า A เป็นเมทริกซ์มิติ m × n และ B เป็นเมทริกซ์มิติ p × q แล้ว ผลคูณ AB สามารถหาได้ถ้า n = p และ AB เป็นเมทริกซ์มิติ m × q โดยที่ สมาชิกของ AB ในแถวที่ i และหลักที่ j ได้มาจากการบวกกันของผลคูณระหว่างสมาชิกแต่ละ ตัวของแถวที่ i ของ A กับสมาชิกที่สมนัยกันในหลักที่ j ของ B หรือกล่าวได้ว่า ถ้า C = AB แล้ว n∑ c ij = a i1 b 1j +a i2 b 2j +···+a in b nj หรือ c ij = a ik b kj ตัวอย่าง 1.5 กำหนดให้ A และ B เป็นเมทริกซ์ต่อไปนี้ จงหาผลคูณ AB และ BA (ถ้าหา ได้) ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ 3 −2 [ ] 1 2 3 x ⎢ ⎥ −2 1 3 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ (a) A = ⎣2 4 ⎦, B = (b) A = ⎣4 5 6⎦, B = ⎣y⎦ 4 1 6 1 −3 7 8 9 z วิธีทำ ......... หมายเหตุ จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นได้ว่าการคูณของเมทริกซ์ จะแตกต่างจากการคูณของจำนวน กล่าวคือ การคูณของจำนวนมีสมบัติการสลับที่ นั่นคือ ถ้า a และ b เป็นจำนวนใดๆ แล้ว ab = ba แต่การคูณของเมทริกซ์ไม่มีสมบัติดังกล่าว อย่างไรก็ตาม สถานการณ์หนึ่งที่ทำให้ AB และ BA สามารถหาได้ (แต่อาจจะไม่เท่ากัน) คือ เมื่อเมทริกซ์ A และ B มีมิติเท่ากันและเป็นเมทริกซ์จัตุรัส k=1 เมทริกซ์สลับเปลี่ยน บทนิยาม 1.9 กำหนดให้ A เป็นเมทริกซ์มิติ m × n ใดๆ เมทริกซ์สลับเปลี่ยน ของ A (transpose of A) เขียนแทนด้วย A T คือเมทริกซ์มิติ n × m ที่ได้จากการสลับแถวและ หลักของ A นั่นคือ หลักที่ j ของ A T คือแถวที่ j ของ A หรือกล่าวได้ว่า B = A T ก็ต่อเมื่อ b ij = a ji สำหรับแต่ละค่าของ i และ j ตัวอย่าง 1.6 จงหาเมทริกซ์สลับเปลี่ยนของเมทริกซ์ต่อไปนี้ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ [ ] −3 2 1 2 1 2 3 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ (a) A = (b) B = ⎣ 4 3 2⎦ (c) C = ⎣3⎦ 4 5 6 1 2 5 5 วิธีทำ ......... บทนิยาม 1.10 ถ้า A เป็นเมทริกซ์จัตุรัสใดๆ แล้ว รอย (trace) ของ A เขียนแทนด้วย tr(A) คือ ผลบวกของสมาชิกที่อยู่ในเส้นทแยงมุมหลักของ A แต่ถ้า A ไม่ใช่เมทริกซ์จัตุรัส แล้ว tr(A) หาค่าไม่ได้

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 4<br />

ตัวอย่าง 1.1 จงพิจารณาว่าเมทริกซ์ใดต่อไปนี้เท่ากัน<br />

[ ] [ ] [ ] [ ]<br />

1 2 −1 1 2 1 4 −1 1 2 −1<br />

A = , B = , C =<br />

2<br />

, D =<br />

4 0 1+2 4 0 4 0 3 4 0 1<br />

วิธีทำ .........<br />

บทนิยาม 1.4 (ผลบวกของเมทริกซ์) กำหนดให้ A และ B เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน ผลบวก<br />

ของ A และ B ซึ่งเขียนแทนด้วย A+B คือ เมทริกซ์ที่ได้จากการบวกสมาชิกที่สมนัยกันของ<br />

A และ B<br />

หรือกล่าวได้ว่า ถ้า A = [a ij ] และ B = [b ij ] เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน แล้ว C = A+B<br />

ก็ต่อเมื่อ c ij = a ij +b ij สำหรับทุก i และ j<br />

ตัวอย่าง 1.2 จงหาเมทริกซ์ C ที่เป็นผลบวกของเมทริกซ์<br />

⎡ ⎤ ⎡ ⎤<br />

1<br />

3 6 −4<br />

2<br />

⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />

A = ⎣−1 5⎦ และ B = ⎣−2 0 ⎦<br />

0 2 −3 −2<br />

วิธีทำ .........<br />

บทนิยาม 1.5 (การคูณโดยสเกลาร์) กำหนดให้ A เป็นเมทริกซ์ใดๆ และ c เป็นสเกลาร์ใดๆ<br />

ผลคูณ cA คือ เมทริกซ์ที่ได้จากการคูณสมาชิกทุกตัวของ A ด้วยสเกลาร์ c และเราจะเรียก<br />

เมทริกซ์ cA ว่า พหุคูณสเกลาร์ (scalar multiple) ของ A<br />

หรือกล่าวได้ว่า ถ้า A = [a ij ] แล้ว B = cA ก็ต่อเมื่อ b ij = ca ij สำหรับทุก i และj<br />

ตัวอย่าง 1.3 กำหนดให้<br />

จงหา 3A และ (−1)A<br />

[ ]<br />

1 −1 0 3<br />

A =<br />

2 6 −4 8<br />

วิธีทำ .........<br />

บทนิยาม 1.6 ตัวลบ ของเมทริกซ์ B ซึ่งเขียนแทนด้วย −B คือ เมทริกซ์ (−1)B ที่ได้จาก<br />

การเปลี่ยนเครื่องหมายของสมาชิกทุกตัวของ B<br />

บทนิยาม 1.7 (ผลต่างของเมทริกซ์) กำหนดให้ A และ B เป็นเมทริกซ์ที่มีมิติเท่ากัน ผลต่าง<br />

ของ A และ B ซึ่งเขียนแทนด้วย A−B คือ เมทริกซ์ C ที่นิยามโดย C = A+(−B)<br />

หมายเหตุ เมทริกซ์ A−B สามารถหาได้จากการลบสมาชิกทุกตัวของ A ด้วยสมาชิกที่สมนัยกัน<br />

ของ B<br />

[ ] [ ]<br />

1 2 0 4<br />

ตัวอย่าง 1.4 จงหาเมทริกซ์ C = 2A−B เมื่อ A = และ B =<br />

−1 0 −1 0<br />

วิธีทำ .........

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!