Site icon Nhạc lý căn bản – nhacly.com

Ma trận bậc thang (Echelon matrix) | Maths 4 Physics & more…

I. Các phép toán và phép biến đổi sơ cấp đối với ma trận:

Các phép biến hóa sau đây so với dòng ( hàng ) của ma trận được gọi là phép biến hóa sơ cấp trên dòng ( hàng )

1.Nhân tất cả các phần tử của một dòng với cùng 1 số khác 0, ( Biến dòng ia lần dòng i), ký hiệu: thành

2.Cộng các phần tử của một dòng đã nhân cho cùng 1 số vào các phần tử tương ứng của 1 dòng khác. (Biến dòng i thành dòng i cộng a dòng j), ký hiệu:

3. Đổi vị trí hai hàng. (hoán vị dòng i và dòng j với nhau), ký hiệu:

Tương tự ta cũng có những phép biến hóa sơ cấp trên cột như sau :

1.Nhân tất cả các phần tử của một cột với cùng 1 số khác 0, ( Biến cột i thành a lần cột i), ký hiệu:

2.Cộng các phần tử của một cột đã nhân cho cùng 1 số vào các phần tử tương ứng của 1 cột khác. (Biến cột i thành cột i cộng a cột j), ký hiệu:

3. Đổi vị trí hai cột. (hoán vị cột i và cột j với nhau), ký hiệu:

Các phép biến đổi sơ cấp dòng hay cột được gọi chung là phép biến đổi sơ cấp.

II. Ma trận bậc thang:

2.1 Định nghĩa:

1. Một dòng (hay cột) của ma trận A được gọi là dòng không – zero row – (cột không) nếu nó chỉ gồm những phần tử 0. Ngược lại, nếu dòng (cột) của ma trận A có ít nhất 1 phần tử khác 0 thì nó được gọi là dòng (cột) khác không.

2. Phần tử khác không đầu tiên của một hàng (tính từ trái sang) hoặc 1 cột (tính từ trên xuống) được gọi là phần tử cơ sở (pivot) của hàng đó (hoặc cột đó)

3. A là ma trận khác không cấp m x n trên K (m, n ≥ 2) được gọi là Ma trận bậc thang dòng (row-echelon matrix), nếu nó có các đặc điểm sau đây:

3.1 Hoặc A không có dòng không hoặc những dòng không của A luôn nằm phía dưới những dòng khác không .
3.2 Nếu A có tối thiểu hai dòng khác không thì so với hai dòng khác không bất kể của nó, thành phần cơ sở của dòng dưới luôn nằm ở bên phải cột chứa thành phần cơ sở của dòng trên .

3. A là ma trận khác không cấp m x n trên K (m, n ≥ 2) được gọi là Ma trận bậc thang cột, nếu nó có các đặc điểm sau đây:

3.1 Hoặc A không có cột không hoặc những cột không của A luôn nằm phía bên phải những cột khác không .
3.2 Nếu A có tối thiểu hai cột khác không thì so với hai cột khác không bất kể của nó, thành phần cơ sở của cột bên phải luôn nằm ở dưới dòng chứa thành phần cơ sở của cột bên trái .

4. Các ma trận bậc thang dòng hay cột được goi chung là ma trận bậc thang. Ma trận vừa có dạng bậc thang dòng, vừa có dạng bậc thang cột và phần tử cơ sở của mỗi hàng và cột luôn bằng 1 được gọi là ma trận bậc thang chính tắc.

Một cách trực quan, ta sẽ thấy ma trận bậc thang dòng và ma trận bậc thang cột sẽ có dạng như sau :

Ví dụ minh họa:

Xét :

thì A không phải là ma trận bậc thang dòng, vì thành phần khác không tiên phong của dòng 5, không nằm phía bên phải cột chứa thành phần khác không tiên phong của dòng 4 .

Tuy nhiên, nếu áp dụng phép biến đổi sơ cấp dòng bằng cách biến đổi ta có:

Ta sẽ có được ma trận bậc thang dòng .

2.2 Định lý:

Mọi ma trận hoàn toàn có thể đưa về dạng bậc thang nhờ những phép biến hóa sơ cấp so với hàng ( cột )

Đánh giá:

Chia sẻ:

Thích bài này:

Thích

Đang tải…

Exit mobile version