 

      (cid:0) 

      

BÀI 1

§1: Ma Trận

n

... ...

a 11 a 21 ... a

... ...

m 1

a 12 a 22 ... a m

2

a 1 a 2 n ... a m n

      

      

Định nghĩa: Ma trận là một bảng gồm m.n số thực (phức) được viết thành m hàng và n cột như sau:

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ký hiệu: A = [aij]mn

§1: Ma Trận

Hàng thứ nhất

...

...

j

a11 a22 a33 … gọi là đường chéo chính

a 11 a 21 ...

a 12 a 22 ...

... ...

a 1 a j 2 ...

... ...

a 1 n a n 2 ...

Hàng thứ i

a i 1 ...

a i 2 ...

... ...

a aij ij ...

... ...

a in ...

mn: gọi là cấp của ma trận

...

...

a mj

a m n

a m 1

a m

2

         

         

aij: Phần tử nằm ở hàng i cột j

Cột thứ 2 Cột thứ j

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

0

2

B

A

3 1.5

5

 1   

  

23

2 8     2 9   7 0 

 6   0   2  

33

Ví dụ:

21a

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

đường chéo chính

§1: Ma Trận

a

 

i j , .

Các ma trận đặc biệt: 1. Ma trận không: ij 0,

(tất cả các phần tử đều = 0)

O

0 0 0      0 0 0  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ví dụ:

§1: Ma Trận

(số hàng = số cột)

Các ma trận đặc biệt: 2. Ma trận vuông: m = n.

Ma trận vuông cấp 3

;

1 3     2 7  

0 7 8      2 0 4     5 0 2  

Ví dụ:

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ma trận vuông cấp 2

§1: Ma Trận

  

0,

i

j

.

a ij

Các ma trận đặc biệt: 3. Ma trận chéo: là ma trận vuông có:

0

...

0

2 0 0

a 11 0 ...

a 22 ...

... ...

0 ...

0 4 0 0 0 9

(các phần tử ngoài đường chéo chính = 0)

    

0

0

...

a nn

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ví dụ:     

§1: Ma Trận

  

1, 2,...,

n .

1,

iia

Các ma trận đặc biệt: 4. Ma trận đơn vị: là ma trận chéo có: i

1 0 ... 0

1 0 0

1 0

0 1 ... 0

I

,

I

I

2

3

n

0 1

..

..

...

..

  

  

0 0 1

    

  0 1 0 ,   

0 0 ... 1

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ký hiệu: I, In. Ví dụ:

§1: Ma Trận

  

0,

i

j

.

j

.

(tam giác trên) Các ma trận đặc biệt: 5. Ma trận tam giác: là ma trận vuông có ija

2 0 0 0

5

4

7 1 0 0

1 0

0 8 2 0

0 0

2

6

0 0

0

(tam giác dưới)

   i ija 0, Ví dụ: 1 2   0 3    

     

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

2 9 1 5 9 MT tam giác trên MT tam giác dưới

§1: Ma Trận

0,

i

j

ija

0

a  r r

a a a Khi: 11 22 33...

... ...

a 11 0

... ...

a 12 a 22 ..

a 1 r a 2 r ..

...

..

...

a 1 n a 2 n ..

...

0

0

...

a r r

a r n

có: Các ma trận đặc biệt: 6. Ma trận hình thang: là ma trân cấp mn .

...

0

0

...

0

0

...

0

0

0

...

0

   có dạng như sau:          

         

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ta nói ma trận hình thang đã chuẩn hóa

§1: Ma Trận

1 3

2 0 1

4

0 3

3

4 0

0 0

5

8 9

0 0

0

0 0

0 0

0

0 0

0

       

  1   1  0   

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ví dụ:

§1: Ma Trận

Các ma trận đặc biệt: 7. Ma trận cột:là ma trận có n=1.

 a i m

a 11 a 21 ..

a

m 1

     

    :   

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ma trận cột có dạng:

§1: Ma Trận

...

a a 11

a 1

12

n

Các ma trận đặc biệt: 8. Ma trận hàng: là ma trận có m=1. Ma trận hàng có dạng: 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

A

  

B

,

 i

,

j

.

a ij

b ij

a ij

b ij

 

 

 

 

m n

mn

Các ma trận đặc biệt: 9. Ma trận bằng nhau:

10. Ma trận chuyển vị: cho ma trận

A=[aij]mn, ma trận chuyển vị của ma trận A ký hiệu: AT và xác định AT=[bij]nm với bij=aji với mọi i,j.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

(chuyển hàng thành cột)

§1: Ma Trận

21

m 1

2

A

T   A

a 11 a 21 .. a

... ... ... ...

... ... ... ...

a a m .. a

a 12 a 22 .. a m

m 1

2

a a 22 .. a 2

n

n m

      

      

m n

n m

1 2 5

A

T   A

1 6 2 7

6 7 9

Dạng của ma trận chuyển vị: a a   11 1 n   a a   12 n 2   .. ..   a a     1 n m n

  

5 9

    

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ví dụ:   

§1: Ma Trận

n

n

 1

  ...

a x 1

P x ( ) n

a n

a [

A

]ij n

 1

n

n

  ...

P A ) ( n

a I n n

a A 0

a A 1

Các ma trận đặc biệt: 11. Đa thức của ma trận: Cho đa thức a x 0 và ma trân vuông Khi đó: (trong đó là ma trận đơn vị cùng cấp với ma trân A)

nI

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

2

Ví dụ:

x

3

x

5

P x 2 ( )

1

Cho

A

0

   

2   3 

2

A

3

A

5

I

và ma trận

P A ) ( 2

2

2

1

2

1

2

1 0

3

5

0

 3

0

 3

0 1

  

  

  

  

  

  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Khi đó:

§1: Ma Trận

a ij

a ij

b ij

b ij

 

 

 

 

m n

m n

  m n (cộng theo từng vị trí tương ứng)

Các phép toán trên ma trận: 1. Phép cộng hai ma trận:    

Ví dụ: 1+ 0=1 2+3=5 5 1

 3 4

5  2

2 1

 4 5

    

    

    

    

    -1 1   5 3    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

1 1 2 2 0 0 3 3

§1: Ma Trận

Bài tập: Tính

2 1

3 4

 3 6

? 5 7 ? 0

4

 2

0

6 3 2

    

    

4 2 3     1 7 2   

    

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

-2 1 -1   11 8   2 ? 

§1: Ma Trận

Các tính chất: Giả sử A,B,C,O là các ma

iii A )

(

 B C

)

(

A B C )

1

2

3

5

4

7

trận cùng cấp, khi đó: )    i A B B A   ii A O A )

4

7

2

0

6

7

3 2

5 0

1 4

2 7

4 6

7 7

     

     

     

     

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Ví dụ:

§1: Ma Trận

 ,

R.

  a   ij

mn

  mn (các phần tử của ma trận đều được nhân cho ) 

Các phép toán trên ma trận: 2. Phép nhân một số với một ma trận:   a ij. 

-4 2.(-2)=-4 Ví dụ: 2.3=6 6

2 0  -2 5 4  2 1

2.0=0

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

3 3   2 2 7 2   0  0     8 10 14   0 -4 2    

§1: Ma Trận

 3 0

5

1

2   3 4   

    

 ? 6  12   15 

 -9  0   -3 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Bài tập: Tính

§1: Ma Trận

R A B

,

  , cùng cấp, khi đó

i

)

 (

 A B

)

   A B

ii

) (

    

A

A

)

A

iii

)

  (

A )

 ( )

A

iv A A

) 1

Các tính chất: là hai ma trận   ,

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Sinh viên tự kiểm tra.

§1: Ma Trận

 Ví dụ:

3

9

6

18

2

5 2

30 12

1 3   

  

  15 6 

  

  

  

 2 3  

  

(2.3)

6

1 3 5 2

1 3 5 2

18 6 30 12

  

  

  

  

  

  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

 Chú ý:

1 3

1 3

6 5

 

( 1)

1 3

4 5

4 5

1 3

    A B A ( 1) 6 5            

  

B   

  

  

1 3 4 5

 6  1

 5  3

 5 3

 2 2

  

  

  

  

  

  

 Nhận xét: trừ 2 ma trận là trừ theo vị trí tương ứng

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

Bài tập: Tính

2

2 4 3 7

3 1  2 4

  

  

  

  

  

 0 -2  7 -1 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

2+(-2).1=0

§1: Ma Trận

A B mp

] ij mn

c [ hai ma trận A, B. Trong đó:

  ...

,

  i

1,

m j ;

1,

n .

c ij

a b 1 1 i

j

a b i 2 2

j

a b ip pj

Hàng thứ i của ma trận A.

ipa

1ia

2ia

2 jb

pjb Cột thứ j của ma trận B.

1 jb

i jc

Như vậy = hàng thứ i của ma trận A nhân tương ứng với cột thứ j của ma trận B rồi cộng lại.

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Các phép toán trên ma trận: 3. Phép nhân hai ma trận: Cho hai ma trận A B , ; pn mp Khi đó ma trận gọi là tích của pn

§1: Ma Trận

2

2 3 =3.2+2.0+1.(-1)=5 5

Ví dụ: Nhân hai ma trận sau: 1 =13 13

0 -1

    

2   0   1  

    

    

33

32

32

3. 3 0  2 +2 +1 2 1    1 4   0 3  1 1   .3 3   4 .4 

= số cột của A= số hàng của B

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Chú ý: hàng 1 nhân cột 2 viết vào vị trí 12c

§1: Ma Trận

Cột 1

Hàng 2

Ví dụ: Nhân hai ma trận sau:

3

2

1

1

2

0  2

 1 4 0 3

3 4

13 =0.1+(-1).3+4.4=13

    

    

    

  0   1  

13 5     

    -4 

33

32

32

Hàng 2

7

Cột 2

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

=0.2+1.0+4.(-1)=-4 -4

§1: Ma Trận

Hàng 1

Cột 1 =

2

4

1

4 2

2

3 0

1 0 4

1   

  

  16 2 3   10 16 3  

23

23

3

5

1

    

    

33

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Bài tập: Tính

§1: Ma Trận

 Bài tập: Tính

1

2

3

3

0

 4

2

2

0

5

1

    

        1 6  

1       3 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

 Chú ý: Phép nhân 2 ma trận không giao hoán

 Ví dụ:

AB

3 4

1 4   5 2 

  

  

1    0 

1 9   3 2 

 1    5 

BA

3 4

1 4 5 2

  

1    0 

  

  

 2 10  1 6 4 

  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

Các tính chất: Ta giả sử các ma trận có cấp

i A BC ) (

)

(

AB C )

 AB AC  ii A B C ( )   iii A B C AC BC )

) ) (

 

phù hợp để tồn tại ma trận tích

iv AI A IA A )

)

(

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

( I là MT đơn vị)

§1: Ma Trận

5

0

1 5

7

27

7 2

4

1

7 2

4

1

57

  

  

  3 

  

     

1   

  

4   5 

  

1 5 7 2

5 1

1 5 7 2

2 3

5 1 5 7 2 1

0  3

  

  

0   3  

  

     

1    4 

  

     

  

 Ví dụ:  1 2 1 5        3     A(B+C)  2 1         3 4    

  

27 57

4  5

17 19   1 20 

  

10   37 

 15   6 

  

  

(B+C)

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

AB AC

§1: Ma Trận

 Ví dụ:

AI

1 0 0 0 1 0

A

3 1 0

0 0 1

3 1 0

1 5 7   8 4 2   

         

    

1 5 7   8 4 2   

    

IA

A

3 1 0

0 0 1

3 1 0

    

1 0 0 1 5 7     0 1 0 8 4 2      

    

1 5 7   8 4 2   

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

3 5

2

A

3

5

x

x

   1 4 

  

2

f A ( )

A

3

A

5

I

2

 Ta có:

2

5

3

1 0 0 1

    5 0

  

7

7

3

3 5 3 5       1 4 1 4    3 5 3 5       1 4 1 4    14 35   

      0 9 15          5 3 12      18 50 4 15   10 28 

  21 

  

  

Ví dụ: Cho và f x ( ) Tính f(A)?

    Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

AA

§1: Ma Trận

2

f x ( )

x

3

x

4

1 2 3

A

0 3 4 0 0 2

     

    

 Bài tập: Cho và ma trận Tính f(A) =?

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

2

f A ) (

A

3

A

4

I

3

1 2 3 3 0 3 4

1 0 0 4 0 1 0

0 0 2

0 0 2

0 0 2

0 0 1

    

1 2 3 1 2 3     0 3 4 0 3 4      

    

    

    

    

    

0 14 26 0 14 32

0

0

6

     

    

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

2

 Bài Tập: cho

f x ( )

 

x

2

x

3

A

,

f A ( )

?

2

1 5     0 4    A 3 2

I

f A ( )

 

A

2

1 5

1 5

1 5

1 0

f A ( )

 

2

3

0 4

0 4

0 4

0 1

  

     

  

  

  

  

  

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

2

0

0

2

0

 Bài tập: Cho

A

3

B

1

3

4

2 5

4

5

    

  1 0 ;   

    

    

2

T

AB A A A AB

;

;

;

B 3 .

 Tính

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

 Các phép biến đổi sơ cấp trên ma trận:

1. Nhân một số khác không với một hàng (cột)

A

 ih

B

h

h i

j

của ma trận. Ký hiệu:

2. Đổi chỗ hai hàng (cột) của ma trận. Ký B



A

h

h i

j

3. Cộng vào một hàng (cột) với một hàng (cột) khác đã nhân thêm một số khác không. Ký hiệu:



B

A

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

hiệu:

§1: Ma Trận

 Ví dụ: Đưa ma trận sau về dạng ma trận hình

1

2

0

1

2

1

3

0

? -1

h 1

4 5

2

( 2)    h 14 h 11

h 2 h 3 h 4

0 0

1 7

3

2

-5=-1+(-2)2

     1  

     

1 1 2 0   -5 3   9 10 -1  8 5 2 

 Ta làm cho phần dưới đường chéo chính = 0.

 Ta lặp lại như trên cho ?=1+(-2)1=-1 phần ma trận này

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

thang. 1       

§1: Ma Trận

h 1

2  1 2

1 0 0

1  1 9

2  5 10

  h ( 2)  2  h h 4 3 1 1  h h 1 4

1 7

3

2

0

8

5

2

1 1   1 2    4 5  

0   3   1   

     

0   3   1   

1

2

1

0

1 0

1  1

0

 5

1

3

h 4

h 3

( 1)   

0

0

35 26

h h 29 3  h 28 h 4

0

0

0

0 0

0 0

     

     

     

0 2    5 3  -35 26   -35 26 

0 Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

 Ví dụ: Đưa ma trận sau về dạng ma trận hình

0 2

2 1

3

2

h 1

h 3

h 1

h  2

0 2

  ( 3)

2 1 3 0

3 5

3 0

5

    

1      

    

   1   

2 1

3

2 1

h h 3 2 3 2 

0 2 0 0

0 2 0

    

  1    -1 

    

3   1   -3 1 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

thang:

§1: Ma Trận

 Bài tập: Đưa ma trận sau về dạng ma trận hình

1 2

1 0

1

2

1 0

0

thang:

h 3

h 27

3 1

5 0

0 2

0

h 4

h 26

h h 12 2  h h 14 3 h 13 h 4

-1

3 0

7

5

0

  2   4  

     

     

  2 5   6 0  2 7 

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

-7 6

§1: Ma Trận

1

2

 1

0

0

 1

2

5

h 8 4

h 14 3

0

0

8

35

1 0 0 0

2  1 0 0

 1 2  8 0

0 5  35  194

     

     

0

0

14

37

     

     

8.37 14( 35)

 

194

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

§1: Ma Trận

 Bài tập: Đưa ma trận sau về dạng ma trận hình

 1

 1

 2

2 3

 1 1

h 2

 1 0

h 3

3  2

4 4

0 3

0

0

 2

1

 4

0

     

3   1 h 13    2 h 12  

     

     

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

thang:

§1: Ma Trận

 Bài tập: Giải hệ phương trình:   z

6

2

x

y

x

  y

2

z

  1

1 3

2  1

 1 2

4

3

5

5

4

x

3

y

5

z

5

    

6   1    

  3   

1

1

2

 1

6

  

0 0

 7 0

5 38

    

   19   38 

 x    y 2    1 z  Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn

Gi¶ng viªn: Phan §øc TuÊn