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Suma de matrices
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Es una matriz de orden m x n cuyos coeficientes vienen dados por ir sumando coeficiente a coeficiente. La suma sólo se puede realizar si las dos matrices tienen el mismo orden o tamaño.
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Producto de una matriz por un escalar
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Es una matriz que se denota por k · A, y sus coeficientes vienen definidos por multiplicar k por cada uno de los coeficientes de la matriz. En ocasiones se simplifica a kA.
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Matriz Traspuesta
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La matriz traspuesta de una matriz A, se denota por A^t, y sus filas son las columnas de A, y sus columnas las filas de A.
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Matriz nula
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Es la matriz cuyos coeficientes son todos nulos.
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Propiedades de la suma, el producto de un escalar y traspuesta
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- A+B=B+A
- A+(B+C) = (A+B)+C - (λ+μ)·A=A·λ + A·μ - (A+B)T=AT+BT - (A·λ)T=AT·λ |
Producto de matrices
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Es una matriz resultante del producto de las matrices a por B cuyos coeficientes vienen definidos, por la multiplicación de los coeficientes de las filas correspondientes de A por los de las columnas correspondientes de B sumados entre sí.
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Matriz de identidad
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Se representa con una I. Y es una matriz cuadrada en la que todos sus coeficientes son 0, salvo en la diagonal que es 1.
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Propiedades del producto de matrices
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- A(CE) = (AC)E
- A(C+D) = AC+AD - (λA)C = A(λC) = λ(AC) - AB /= BA |
Matriz cuadrada
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Es una matriz de orden n x n. Una característica suya es que una matriz cuadrada elevada a 0 siempre es la matriz de identidad.
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Matriz invertible
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Es aquella matriz que multiplicándose por una matriz B el resultado es la matriz identidad, siendo B la inversa de la matriz. Las matrices invertibles sólo pueden ser cuadradas. Y también es aquella matriz en la que su sistema homogéneo solo tiene una única solución.
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Matriz diagonal
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Es una matriz donde todos sus coeficientes son 0 salvo en los que coinciden el número de la fila con el de la columna, es decir, en la diagonal. Los coeficientes que no son 0 reciben el nombre de elementos diagonales.
También la matriz tiene que ser triangular superior e inferior |
Matiz simétrica
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Es un tipo de matriz cuadrada, esta matriz es igual a su traspuesta
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Matriz antisimétrica
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Es un tipo de matriz cuadrada, esta matriz es igual a la forma negativa de su traspuesta.
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Matriz triangular superior
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Es un tipo de matriz cuadrada, esta matriz solo puede tener coeficientes distintos de 0 cuando el número de las columnas es mayor o igual al de las filas.
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Matriz triangular inferior
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Es un tipo de matriz cuadrada, esta matriz solo puede tener coeficientes distintos de 0 cuando el número de las columnas es menor o igual al de las filas.
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Matrices elementales
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Es una matriz de orden n la resultante de aplicar una operación elemental sobre las filas de la matriz identidad E*I, y sobre las columnas de la matriz de identidad I *E.
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1º Tipo de operación elemental
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Obtenida de intercambiar filas por columnas (Eij)
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Inversa del 1º Tipo de operación elemental
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Obtenida de intercambiar filas por columnas (Eij)
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2º Tipo de operación elemental
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Obtenida por multiplicar los elementos de la fila o columna por k, k/=0 (Ei(k))
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Inversa del 2º Tipo de operación elemental
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Obtenida por multiplicar los elementos de la fila o columna por la inversa de "k"(Ei(k^-1) o Ej(k^-1))
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3º Tipo de operación elemental
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Obtenida por sumar a la fila i o columna j, la fila j o columna i por k (Eij(k)).
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Inversa del 3º Tipo de operación elemental
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Obtenida por sumar a la fila i o columna j, la fila j o columna i por -k (Eij(-k)).
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Matriz equivalente por filas
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Si existe una sucesión de matrices elementales que transforman la matriz A en B.
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Cálculo de la inversa
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Si una matriz A es invertible, entonces será equivalente por filas a la matriz I, de tamaño n, con n pivotes. Si las juntamos obtenemos la matriz (A|In ), ahora haremos una sucesión de matrices elementales para que A se convierta en I. Una vez hecha, tendremos ( In|A-1 ).
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Descomposición de LU
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Si una matriz A es una que podamos reducir a una matriz escalonada usando matrices elementales del 2º y 3º tipo (En Est(k) s > t). Entonces existirá una matriz L cuadrada y triangular inferior, y una matriz U triangular superior, y LU = A.
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La matriz U
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Es la sucesión de matrices elementales multiplicadas por A
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La matriz L
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Es el producto de la matriz de identidad y la sucesión de matrices elementales invertidas.
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Resolución de un sistema a través de factorización LU (PASOS)
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Siendo un sistema AX = LUX = b, UX = y
PASO 1: Resolvemos el sistema Ly = b. Como L es invertible admite una única solución, y0. PASO 2: Resolvemos el sistema UX = y0. |