🗊Презентация Математика. Место и содержание курса

Математика Данчул Александр Николаевич зав. кафедрой информационных технологий в управлении, д.т.н., профессор 436-03-23, каб.2125 (2 корп.) DANCH@UR.RAGS.RU 2012 г.

Место и содержание курса 1. Логика 2. Математика а) линейная алгебра б) математический анализ в) теория вероятностей 3. Основы математического моделирования социально-экономических процессов 4. Методы принятия управленческих решений 5. Статистика

Основная литература

Тема 1. Матрицы и определители Лекция 1

Матрицы. Определение и виды. Опр. 1. Матрицей размера (m на n) называется прямоугольная таблица чисел, содержащая m строк и n столбцов. Числа - элементы матрицы А обозначаются aij, где первый индекс i – номер строки, а второй индекс j – номер столбца. Сокращенная запись Amn=[aij]mn или A=[aij]. j i aij Пример

Виды матриц Опр. 2. Матрица называется квадратной, если число строк m равно числу столбцов n. Число n называется порядком квадратной матрицы. Обозначение квадратной матрицы n -го порядка An Опр. 3. Множество всех элементов aii матрицы, у которых номер строки равен номеру столбца, называется главной диагональю. Опр. 4. Множество всех элементов aij квадратной матрицы, у которых сумма номера строки и номера столбца i+j=n+1, называется побочной диагональю. j j i главная диагональ i побочная диагональ Опр. 5. Квадратная матрица называется диагональной, если все ее элементы, не принадлежащие главной диагонали, равны 0. 0 0 0 0

Виды матриц Опр. 6. Диагональная матрица называется скалярной, если все ее элементы, принадлежащие главной диагонали, равны одному и тому же числу с. Опр. 7. Скалярная матрица называется единичной, если все ее элементы, принадлежащие главной диагонали, равны 1. Обозначается Еn. Опр. 8. Прямоугольная матрица называется нулевой, если все ее элементы равны 0. Обозначается 0mn 0 0 Е3 = 0 023= Опр. 9. Квадратная матрица называется верхней (нижней) треугольной, если все ее элементы, находящиеся ниже (выше) главной диагонали, равны 0. 0 * * 0 нижняя треугольная матрица верхняя треугольная матрица

Виды матриц Опр. 10. Прямоугольная матрица называется верхней трапециедальной, если m<n и все ее элементы, находящиеся ниже главной диагонали, равны 0. Опр. 11. Прямоугольная матрица с одним столбцом (n=1) называется вектором-столбцом, прямоугольная матрица с одной строкой (m=1) называется вектором-строкой. * m 0 n верхняя трапециедальная матрица вектор-столбец вектор-строка

Матрицы и основные операции над ними Опр. 12. Две матрицы А и В равны, если у них одинаковый размер и они совпадают поэлементно. Над матрицами определены две одноместные операции 1. Транспонирование Строки матрицы становятся столбцами (а столбцы – строками) с тем же номером j i j i 2. Умножение матрицы на число λ

Матрицы и основные операции над ними Над матрицами определены три двухместные операции 1. Сложение матриц Складываются соответствующие элементы матриц одинакового размера Сложение матриц имеет те же свойства, что и сложение чисел A+B=B+A; (A+B)+C=A+(B+C); A+0=0+A= A; A+(-A)= (-A)+A=0 2. Вычитание матриц

Матрицы и основные операции над ними 3. Умножение матриц определено, если число столбцов в первом сомножителе равно числу строк во втором сомножителе. Результатом умножения матрицы A размера на матрицу B размера является матрица С размера , каждый элемент cij которой равен сумме всех попарных произведений элементов, стоящих на одинаковых местах в i-ой строке матрицы А и в j-ом столбце матрицы B. Amk ·Bkn= Cmn

Матрицы и основные операции над ними Умножение матриц имеет ряд свойств, что и у умножения чисел: (A·B)·C=A·(B·C) – при соответствии размеров; Amn·En = Em ·Amn= Amn В то же время умножение матриц не только не всегда возможно, но и в общем случае некоммутативно C33= A32 · B23≠ D22= B23 · A32 Даже если умножаются квадратные матрицы A·B ≠ B·A

Свойства операций над матрицами Большинство свойств (при соответствующих размерах матриц) аналогичны свойствам операций над числами:

Геометрическая интерпретация векторов Опр. 13. Геометрическим вектором на плоскости (в пространстве) с прямоугольной системой координат называется отрезок, направленный из начала координат в произвольную точку плоскости (пространства). Координатами вектора называются координаты этой точки.

Геометрическая интерпретация векторов Результаты операций над геометрическими векторами соответствуют результатам операций над соответствующими алгебраическими векторами.

Определитель квадратной матрицы Важнейшей числовой характеристикой квадратной матрицы является ее определитель (детерминант). В общем случае определитель матрицы размера n вычисляется как составленная по определенным правилам алгебраическая сумма n! слагаемых, каждое из которых является произведением n элементов матрицы, причем из каждой строки (и из каждого столбца) матрицы входит в это произведение ровно один элемент. Обозначения: detA, d(A), ‌ A ‌ Зададим правила вычислений определителей 2-го и 3-го порядка, а затем приведем формулу для вычисления определителя n-го порядка.

Определитель квадратной матрицы 1-го и 2-го порядка n=1. A=(a11) detA= ‌ a11 ‌ = a11 n=2. Определитель равен разности произведений элементов, стоящих на главной и побочной диагонали.

Определитель квадратной матрицы 3-го порядка