8. Sistemes matricials

Amb matrius treballem de manera semblant que amb números: 

Exemples:

   A plus X gleich B Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen Leerzeichen X gleich B minus A
X plus A gleich B mal C Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen X gleich B mal C minus A
A minus X gleich B Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen minus X gleich B minus A Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen X gleich minus B plus A Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen

fixeu-vos que -B s'btindrà canviant de signe tots els element de B

I per exemple, 5A és la matriu que s'obté de multiplicar tots els elements per 5

En aquest exemples per aïllar la matriu X simplement fem: 

X plus 5 A gleich B Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen X gleich B minus 5 A

3 X plus B gleich C Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen Leerzeichen 3 X gleich C minus B Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen X gleich 1 Drittel linke klammer C minus B rechte klammer 

Cas   Feld eingeschlossen fett A fett mal fett X fett gleich fett B Ende   o    Feld eingeschlossen fett X fett mal fett A fett gleich fett B Ende     

Aquest cas és el més interessant i s'ha de tenir cura com es resol. Ho tractem amb detall. 

Fixeu-vos que en matrius no tenim l'operació quocient de matrius. No podem fer A/B

Farem un exemple per explicar dues maneres diferents de fer-ho. 

Exemple      

     Feld eingeschlossen D o n a d e s kursiv Leerzeichen l e s kursiv Leerzeichen m a t r i u s
kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen A kursiv gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile kursiv 2 Zelle kursiv minus kursiv 1 Ende Zelle Zeile kursiv 1 kursiv 3 Ende Tabelle Klammer schließen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen B kursiv gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle kursiv minus kursiv 4 Ende Zelle Zelle kursiv 8 kursiv Leerzeichen Ende Zelle Zeile kursiv 5 kursiv 4 Ende Tabelle Tabelle Zeile kursiv 3 Zeile Zelle kursiv minus kursiv 2 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen

kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen T r o b e u kursiv Leerzeichen l a kursiv Leerzeichen m a t r i u kursiv Leerzeichen X kursiv Leerzeichen t a l kursiv Leerzeichen q u e kursiv Leerzeichen A kursiv mal X kursiv gleich B kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen kursiv Leerzeichen Ende

Mètode 1: Plantejant el sistema.

Primer de tot hem de pensar de quin ordre ha de ser la matriu X que busquem:

   A és 2x2,  B és 2x3  →   X és 2x3 

                                                2 files per tal que es pugui multiplicar per A que té 2 columnes

                                                3 columnes ja que ha de donar una matriu de 3 columnes

   Per tant, la matriu X serà de la forma: 

                            X gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile a c e Zeile b d f Ende Tabelle Klammer schließen 

   El sistema que es planteja és:   

   Klammer öffnen Tabelle Zeile 2 Zelle minus 1 Ende Zelle Zeile 1 3 Ende Tabelle Klammer schließen mal Klammer öffnen Tabelle Zeile a c e Zeile b d f Ende Tabelle Klammer schließen gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle minus 4 Ende Zelle Zelle 8 Leerzeichen Ende Zelle Zeile 5 4 Ende Tabelle Tabelle Zeile 3 Zeile Zelle minus 2 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen

   Multiplicant tenim:

   Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle 2 a minus b Leerzeichen Ende Zelle Zelle 2 c minus d Leerzeichen Ende Zelle Zelle 2 e minus f Ende Zelle Zeile Zelle a plus 3 b Ende Zelle Zelle c plus 3 d Ende Zelle Zelle e plus 3 f Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle minus 4 Ende Zelle 8 3 Zeile 5 4 Zelle minus 2 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen

  Igualem element a element i plantegem 3 sistemes d'equacions.

  öffnen Tabellenattribute Spaltenausrichtung right Ende Attribute Zeile Zelle 2 a minus b gleich minus 4 Ende Zelle Zeile Zelle a plus 3 b gleich 5 Ende Zelle Ende Tabelle geschweifte Klammern schließen    

   öffnen Tabellenattribute Spaltenausrichtung right Ende Attribute Zeile Zelle 2 c minus d gleich 8 Ende Zelle Zeile Zelle c plus 3 d gleich 4 Ende Zelle Ende Tabelle geschweifte Klammern schließen  

   öffnen Tabellenattribute Spaltenausrichtung right Ende Attribute Zeile Zelle 2 e minus f gleich 3 Ende Zelle Zeile Zelle e plus 3 f gleich minus 2 Ende Zelle Ende Tabelle geschweifte Klammern schließen

   Resolent aquests sistemes trobem que 

    a=-1    c=4   e=1      

    b=2     d=0   f=-1

    Per tant: 

                      X gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle fett minus fett 1 Ende Zelle fett 4 fett 1 Zeile fett 2 fett 0 Zelle fett minus fett 1 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen

· Métode 2: Amb la inversa de la matriu A (Si la matriu A és invertible

  Primer de tot fixeu-vos en la diferència de tenir   bold italic A fett mal bold italic X fett gleich bold italic B   o    bold italic X fett mal bold italic A fett gleich bold italic B 

  bold italic A fett mal bold italic X fett gleich bold italic B 

          En aquest cas multipliquem per l'esquerra (això és important!) tota l'equació per la inversa de A:

           A-1·A·X = A-1·

            Com que  A-1·A= I  (matriu identitat):

           X = A-1·B          

  bold italic X fett mal bold italic A fett gleich bold italic B

          En aquest cas multipliquem per la dreta tota l'equació per la inversa de A

          XA·A-1= B·A-1

          Com que  A·A-1= I  (matriu identitat):

          X = B·A-1

En el cas de l'exemple volem la matriu  tal que A·X=B 

Per tant:

    Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen A mal X gleich B Leerzeichen
A hoch minus 1 Endexponent mal A mal X gleich A hoch minus 1 Endexponent mal B Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen dicker rechtspfeil X gleich A hoch minus 1 Endexponent mal B 

    Ara necessitem A-1 (l'hem calculat en Matriu inversa)

                          A hoch minus 1 Endexponent gleich 1 geteilt durch 7 Klammer öffnen Tabelle Zeile 3 1 Zeile Zelle minus 1 Leerzeichen Ende Zelle 2 Ende Tabelle Klammer schließen

    Per tant: 

    X gleich A hoch minus 1 Endexponent mal B gleich 1 geteilt durch 7 Klammer öffnen Tabelle Zeile 3 1 Zeile Zelle minus 1 Leerzeichen Ende Zelle 2 Ende Tabelle Klammer schließen mal Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle minus 4 Ende Zelle 8 3 Zeile 5 4 Zelle minus 2 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen gleich 1 geteilt durch 7 Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle minus 7 Leerzeichen Ende Zelle Zelle 28 Leerzeichen Ende Zelle 7 Zeile 14 0 Zelle minus 7 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen gleich Klammer öffnen Tabelle Zeile Zelle fett minus fett 1 Ende Zelle fett 4 fett 1 Zeile fett 2 fett 0 Zelle fett minus fett 1 Ende Zelle Ende Tabelle Klammer schließen    

Observació: Si la matriu A no té inversa obligatòriament ho hem de fer plantejant un sistema d'equacions.