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Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Matemática Álgebra Linear II Professor: Mário Jorge Autores: Thaiane Passeri André Machado Isabela Dantas Victor Colacino Alexandre Hosang 1 [ ] Parte histórica Definições e Conceitos Tipos Especiais Operações Matrizes Bibliografia 2 O B R I G A D O !! D Ú V I D A S ?? 3 Bibliografia http://www.matematiques.com.br/ www.ead.pep.br/moodle Livro de Algebra Linear (Boldrini/Costa) 4 Parte Histórica O primeiro a lhes dar um nome parece ter sido Cauchy, em 1826: tableau ( = tabela ). O nome matriz só veio com James Joseph Sylvester, 1850. Seu amigo Cayley, com sua famosa Memoir on the Theory of Matrices, 1858, divulgou esse nome e iniciou a demonstrar sua utilidade. 5 Definições e Conceitos: Função que a cada par ordenado (i,j) no conjunto Smxn associa um número real. Matriz Real: Ordem: Se a matriz A tem m linhas e n colunas, dizemos que a ordem da matriz é m×n. Posição de um elemento: cada elemento de uma matriz é representado pela notação aij, onde i é a linha em que ele está localizado e j a coluna. Diagonal principal: A diagonal principal da matriz é indicada pelos elementos da forma a(i,j) onde i=j. A diagonal secundária de uma matriz quadrada de ordem n é indicada pelos n elementos: a(1,n), a(2,n-1), a(3,n-2), a(4,n-3), a(5,n-4), ..., a(n-1,2), a(n,1) 6 Tipos Especiais: Número de linhas igual ao número de colunas m = n Matriz Quadrada: Todos os elementos iguais a zero Matriz Nula: Possui apenas 1 linha (m=1) Matriz Linha: Possui apenas 1 coluna (n=1) Matriz Coluna: Todos os elementos da diagonal principal são iguais a 1 e os demais iguais a 0 Matriz Identidade: Todos os elementos abaixo da diagonal principal são iguais a 0 Matriz Triangular Superior: Todos os elementos acima da diagonal principal são iguais a 0 Matriz Triangular Inferior: Matriz quadrada onde a(i,j) = a(j,i) Matriz Simétrica: 7 Propriedades da Transposta: A transposta da transposta da matriz é a própria matriz: (At)t = A A transposta da multiplicação de um escalar por uma matriz é igual ao próprio escalar multiplicado pela transposta da matriz: (kA)t = k (At) A transposta da soma de duas matrizes é a soma das transpostas dessas matrizes: (A + B)t = At + Bt A transposta do produto de duas matrizes é igual ao produto das transpostas das matrizes na ordem trocada: (A B)t = Bt At 8 Propriedades da Adição e Subtração: Comutativa - A + B = B + A Associativa - (A + B) + C = A + (B + C) Elemento Neutro - A + 0 = 0 + A = A Elemento Oposto - A + (-A) = (-A) + A = 0 Transposta da Soma(A + B)T = AT + BT 9 Propriedades da Multiplicação por escalar: Multiplicação pelo escalar 1: A multiplicação do escalar 1 por qualquer matriz A, fornecerá a própria matriz A, isto é A x 1 = A Multiplicação pelo escalar zero: A multiplicação do escalar 0 por qualquer matriz A, fornecerá a matriz nula, isto é A x 0 = 0 Distributividade das matrizes: Para quaisquer matrizes A e B de mesma ordem e para qualquer escalar k, tem-se: k(A + B) = kA + kB 10 Propriedades da Multiplicação de Matrizes: Não é comutativa – AxB é diferente de BxA Elemento neutro – Qualquer matriz multiplicada pela identidade resulta nela própria, ou seja: A x Id = A Associatividade – A(BxC) = (AxB)C 11 Definições e Conceitos: Função que a cada par ordenado (i,j) no conjunto Smxn associa um número real. Matriz Real: 12 Definições e Conceitos: Ordem: Se a matriz A tem m linhas e n colunas, dizemos que a ordem da matriz é m×n. Posição de um elemento: cada elemento de uma matriz é representado pela notação aij, onde i é a linha em que ele está localizado e j a coluna. 13 Definições e Conceitos: Diagonal principal: A diagonal principal da matriz é indicada pelos elementos da forma a(i,j) onde i=j. A diagonal secundária de uma matriz quadrada de ordem n é indicada pelos n elementos: a(1,n), a(2,n-1), a(3,n-2), a(4,n-3), a(5,n-4), ..., a(n-1,2), a(n,1) 14 Operações com Matrizes: Definição: Dada uma matriz A=[a(i,j)] de ordem m×n, definimos a transposta da matriz A como a matriz At = [a(j,i)] Exemplos: Transposição: Propriedades: 15 Operações com Matrizes: As matrizes envolvidas na adição e na subtração devem ser de mesma ordem. Exemplos: Adição e Subtração: a11 + b11 = c11 , a12 + b12 = c12 , (...) aij + bij = cij Propriedades: 16 Operações com Matrizes: Para multiplicar uma matriz A por um escalar k, basta multiplicar por k cada um dos seus elementos Exemplos: Multiplicação por Escalar: Propriedades: 17 Operações com Matrizes: Número de colunas de A deve ser igual ao número de linhas de B Amxn X Bnxp = Cmxp Multiplicação de Matrizes: Propriedades: Exemplos: 18 Tipos Especiais: Número de linhas igual ao número de colunas m = n Matriz Quadrada: 19 Tipos Especiais: Todos os elementos iguais a zero Matriz Nula: 20 Tipos Especiais: Possui apenas 1 linha (m=1) Matriz Linha: 21 Tipos Especiais: Possui apenas 1 coluna (n=1) Matriz Coluna: 22 Tipos Especiais: Todos os elementos da diagonal principal são iguais a 1 e os demais iguais a 0 Matriz Identidade: 23 Tipos Especiais: Todos os elementos abaixo da diagonal principal são iguais a 0 Matriz Triangular Superior: 24 Tipos Especiais: Todos os elementos acima da diagonal principal são iguais a 0 Matriz Triangular Inferior: 25 Tipos Especiais: Matriz quadrada onde a(i,j) = a(j,i) Matriz Simétrica: 26