3. Operacions amb matrius

Suma de matrius.

Per tal que dues matrius es puguin sumar han de ser del mateix ordre. 

Donades dues matrius del mateix ordre estil mida 14px A igual parèntesi esquerre a subíndex i j fi subíndex parèntesi dret espai espai i espai espai B igual parèntesi esquerre b subíndex i j fi subíndex parèntesi dret fi estil, la matriu suma de A i B és la que s'obté de la suma de cada terme de A amb el corresponent de B:

                                                 estil mida 14px A més B igual parèntesi esquerre a subíndex i j fi subíndex més b subíndex i j fi subíndex parèntesi dret fi estil

Exemple

A igual obre parèntesis taula fila 1 3 fila cel·la menys 1 fi cel·la 5 fila 0 2 fi taula tanca parèntesis coma espai espai B igual obre parèntesis taula fila 2 cel·la menys 1 fi cel·la fila 1 0 fila 1 3 fi taula tanca parèntesis espai espai espai espai fletxa doble dreta espai espai A més B igual obre parèntesis taula fila 3 2 fila 0 5 fila 1 5 fi taula tanca parèntesis

Observació:

La resta de dos matrius la considerem com:

       A menys B igual A més parèntesi esquerre menys B parèntesi dret

       sent  menys B la matriu oposada a la B, que és la matriu B canviats de signe tots els seus elements


Producte d'un nombre per una matriu.

Es multiplica cada element de la matriu pel nombre. 

Exemple

A igual obre parèntesis taula fila 1 3 fila cel·la menys 1 fi cel·la 5 fila 0 2 fi taula tanca parèntesis espai fletxa doble dreta espai espai espai 3 A igual obre parèntesis taula fila 3 9 fila cel·la menys 3 fi cel·la 15 fila 0 6 fi taula tanca parèntesis

                        

Producte de matrius.

La condició per tal que dues matrius es puguin multiplicar és que el nombre de columnes de la primera matriu sigui igual al nombre de files de la segona matriu.

O sigui, per poder fer el producte A·B, la condició és:

            nombre de columnes de A  =  nombre files de B

I llavors:

   A és de dimensió m x k
   B és de dimensió k x n
        =>   A·B és de dimensió m x n

Per exemple, si multipliquem una matriu A  3x3 per una  B 3x2,  el producte A·B es pot fer i és una matriu de dimensió  3x2   (el producte B·A no seria possible).

Important: El producte de matrius no és commutatiu.

Obtenció de la matriu producte.

a) Primer veiem el producte d'una matriu fila F1  per una matriu columna C1

  F subíndex 1 per C subíndex 1 igual obre parèntesis a subíndex 11 espai espai fi subíndex a subíndex 12 espai.... espai a subíndex 1 n fi subíndex tanca parèntesis per obre parèntesis taula fila cel·la b subíndex 11 fi cel·la fila cel·la b subíndex 21 fi cel·la fila cel·la... fi cel·la fila cel·la b subíndex n 1 fi subíndex fi cel·la fi taula tanca parèntesis igual a subíndex 11 per b subíndex 11 més a subíndex 12 per b subíndex 21 més....... més a subíndex 1 n fi subíndex per b subíndex n 1 fi subíndex

Exemple

  obre parèntesis 2 espai espai 3 espai espai menys 1 tanca parèntesis per obre parèntesis taula fila 5 fila 0 fila cel·la menys 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis igual 2 per 5 negreta més 3 per 0 negreta més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret per parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret igual 10 més 0 més 2 igual 12

b) Cas general: producte d'una matriu A d'ordre (n,m) per una matriu B d'ordre (m,k)

espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai F subíndex 1 espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai C subíndex 1 espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai C subíndex k
obre parèntesis taula fila cel·la envoltori caixa a subíndex 11 espai espai a subíndex 12 espai espai..... espai espai a subíndex 1 m fi subíndex fi envoltori fi cel·la fila cel·la taula fila cel·la... espai espai espai espai... espai espai espai espai...... espai espai... fi cel·la fila cel·la espai... espai espai espai espai... espai espai espai espai...... espai espai... espai fi cel·la fi taula espai espai espai fi cel·la fila cel·la envoltori caixa a subíndex n 1 fi subíndex espai espai a subíndex n 2 fi subíndex espai espai..... espai espai a subíndex bold italic n bold italic m fi subíndex fi envoltori fi cel·la fi taula tanca parèntesis per obre parèntesis envoltori caixa taula fila cel·la b subíndex 11 fi cel·la fila cel·la taula fila cel·la... fi cel·la fila cel·la... fi cel·la fi taula fi cel·la fila cel·la b subíndex m 1 fi subíndex fi cel·la fi taula fi envoltori espai taula fila cel·la... fi cel·la fila cel·la taula fila cel·la... fi cel·la fila cel·la... fi cel·la fi taula fi cel·la fila cel·la... fi cel·la fi taula envoltori caixa taula fila cel·la b subíndex 1 k fi subíndex fi cel·la fila cel·la taula fila cel·la... fi cel·la fila cel·la... fi cel·la fi taula fi cel·la fila cel·la b subíndex bold italic m bold italic k fi subíndex fi cel·la fi taula fi envoltori tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila cel·la F subíndex 1 per C subíndex 1 espai fi cel·la cel·la F subíndex 1 per C subíndex 2 espai fi cel·la cel·la... fi cel·la cel·la espai F subíndex 1 per C subíndex k fi cel·la fila cel·la F subíndex 2 per C subíndex 1 fi cel·la cel·la F subíndex 2 per C subíndex 2 fi cel·la cel·la... fi cel·la cel·la F subíndex 2 per C subíndex k fi cel·la fila cel·la... fi cel·la cel·la... fi cel·la cel·la... fi cel·la cel·la... fi cel·la fila cel·la F subíndex n per C subíndex 1 fi cel·la cel·la F subíndex n per C subíndex 2 fi cel·la blank cel·la F subíndex n per C subíndex k fi cel·la fi taula tanca parèntesis espai espai espai
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai F subíndex n espai espai espai espai espai espai espai espai
espai espai espai espai

Exemple 1

A ordre (1,3), B ordre (3,2)   =>    A·B ordre (1,2)

 A per B igual obre parèntesis taula fila negreta 1 cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la negreta 3 fi taula tanca parèntesis per obre parèntesis taula fila negreta 4 1 fila negreta 0 6 fila cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la 2 fi taula tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila cel·la negreta 1 negreta per negreta 4 negreta menys negreta 1 negreta per negreta 0 negreta més negreta 3 negreta per negreta parèntesi esquerre negreta menys negreta 1 negreta parèntesi dret negreta espai negreta espai negreta espai fi cel·la cel·la 1 per 1 més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret per 6 més 3 per 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis igual espai obre parèntesis 1 espai espai espai 1 tanca parèntesis

Exemple 2

A ordre (2,3), B ordre (3,2)   =>    A·B ordre (2,2)

 A per B igual obre parèntesis taula fila negreta 1 cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la negreta 3 fila 2 0 5 fi taula tanca parèntesis per obre parèntesis taula fila negreta 4 1 fila negreta 0 6 fila cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la 2 fi taula tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila cel·la negreta 1 negreta per negreta 4 negreta menys negreta 1 negreta per negreta 0 negreta més negreta 3 negreta per negreta parèntesi esquerre negreta menys negreta 1 negreta parèntesi dret negreta espai fi cel·la cel·la 1 per 1 més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret per 6 més 3 per 2 fi cel·la fila cel·la 2 per 4 més 0 per 0 més 5 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret fi cel·la cel·la espai espai 2 per 1 més 0 per 6 més 5 per 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila cel·la 1 espai fi cel·la 1 fila cel·la 3 espai fi cel·la 12 fi taula tanca parèntesis

Exemple 3

A ordre (3,3), B ordre (3,2)   =>    A·B ordre (3,2)

 obre parèntesis taula fila negreta 1 cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la negreta 3 fila 2 0 5 fila 1 cel·la menys 2 fi cel·la 1 fi taula tanca parèntesis per obre parèntesis taula fila negreta 4 1 fila negreta 0 6 fila cel·la negreta menys negreta 1 fi cel·la 2 fi taula tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila cel·la negreta 1 negreta per negreta 4 negreta menys negreta 1 negreta per negreta 0 negreta més negreta 3 negreta per negreta parèntesi esquerre negreta menys negreta 1 negreta parèntesi dret fi cel·la cel·la espai espai 1 per 1 més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret per 6 més 3 per 2 fi cel·la fila cel·la 2 per 4 més 0 per 0 més 5 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret fi cel·la cel·la espai espai 2 per 1 més 0 per 6 més 5 per 2 fi cel·la fila cel·la 1 per 4 menys 2 per 0 més 1 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret espai espai fi cel·la cel·la 1 per 1 més parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret per 6 més 1 per 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis igual obre parèntesis taula fila 1 1 fila 3 12 fila 3 cel·la espai menys 9 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

ObservacióEn els exemples 1 i 3  no és possible fer el producte B·A


Potència d'una matriu.

Expressem com a A elevat a n el producte de la matriu A per ella mateixa n vegades.  O sigui:

     A al quadrat igual A per A
A al cub igual A per A per A
A elevat a 4 igual A per A per A per A
per per per per per

Observacions: 

- Per poder fer estil mida 14px A per A fi estil, la matriu A ha de ser quadrada. 

- Per calcular A primer calcularem A2 i desprès podem fer A al quadrat per A  o   A per A al quadrat   


Vídeo producte de matrius