Transcript Matrix1

Matrix
• ความรู ้เบือ
้ งต ้นเกีย
่ วกับเมตริกซ ์
• การดาเนินการกับเมตริกซ ์
• ทรานสโพสเมตริกซ ์ (Transpose of Matrix)
• ดีเทอร์มแ
ิ นนท์ (Determinant)
• อินเวอร์สเมตริกซ ์ (Inverse Matrix)
้ ้วยเมตริกซ ์
• การแก ้สมการเชงิ เสนด
Matrix
• เมตริกซ ์ คือชุดข ้อมูลทีจ่ ัดเก็บตามแนว
แถว (Row) และแนวหลัก (Column)
่
ตัวอย่างเชน
• มิต ิ (Dimension) ของเมตริกซ ์ คือจานวนแถว
่ 2x3, 1x3
และหลักทัง้ หมดของเมตริกซ ์ เชน
์ ม
• เมตริกซจ์ ัตรุ ัส (Square Matrix) เมตริกซท
ี่ ี
มิตจิ านวนแถวเท่ากับจานวนหลัก n x n
การดาเนินการกับเมตริกซ ์
์ ้วยค่าคงที่
• การคูณเมตริกซด
• การบวกและการลบของเมตริกซ ์
การดาเนินการกับเมตริกซ ์ (ต่อ)
• การคูณเมตริกซ ์
การทรานสโพสของเมตริกซ ์
(Transpose of Matrix)
• ทรานสโพสของเมตริกซ ์ A เขียนแทนด ้วย At
เป็ นนาค่าในแนวแถวไปอยูท
่ ค
ี่ อลัมน์
่
ตัวอย่าง เชน
์ มมาตร คือเมตริกซท
์ ี่ At = A
• เมตริกซส
่
เชน
ดีเทอร์มแ
ิ นนท์ (Determinant)
ั ลักษณ์ทใี่ ชแทนดี
้
• สญ
เทอร์มแ
ิ นนท์ของ
เมตริกซ ์ A คือ det(A) หรือ | A |
1. ต ้องเป็ นจัตรุ ัสเมตริกซเ์ ท่านัน
้ จึงหา det(A) ได ้
2. ถ ้าเมตริกซ ์ A มี det(A) = 0 เรียกว่าเมตริกซเ์ อกฐาน
(Singular Matrix)
3. ถ ้าเมตริกซ ์ A มี det(A)  0 เรียกว่าเมตริกซไ์ ม่เอกฐาน
(Non-singular Matrix)
์ ต
เมตริกซม
ิ ิ1 x 1
ถ ้า A = [a] , a เป็ นจานวนจริง แล ้ว det(A) = a
์ ต
เมตริกซม
ิ ิ2 x 2
ถ ้า A =
โดย a, b, c และ d เป็ นจานวนจริง
แล ้ว det(A) = ad – bc
ดีเทอร์มแ
ิ นนท์ (ต่อ)
์ ต
่ 3x3
• เมตริกซม
ิ ิ n x n เชน
1. วิธก
ี ารเติมหลัก
ต ัวอย่าง A =
เติม 2 หลักแรกดังนี้ :
det(A) = 1(5)(9) + 2(6)(7) + 3(4)(8) - 7(5)(3) - 8(6)(1) - 9(4)(2)
det(A) = 45 + 84 + 96 – 105 – 48 – 72 = 0
ดีเทอร์มแ
ิ นนท์ (ต่อ)
2. วิธโี คแฟคเตอร์
ิ ทีแ
-ไมเนอร์ (Minor) ค่าของสมาชก
่ ถว i หลัก j ซงึ่ เท่ากับดี
์ เี่ กิดจากการตัดแถว i และหลัก j
เทอร์มแ
ิ นนท์ของเมตริกซท
- โคแฟกเตอร์ (Cofactor) เครือ
่ งหมาย +/-ว่าของไมเนอร์
หาจาก (-1)i+j
ต ัวอย่าง A =
ดีเทอร์มแ
ิ นนท์ (ต่อ)
การหาค่า det(A) ได ้ดังนี้
det(A) = c11a11 + c12a12 + c13a13
det(A) = (–3)1 + (6)2 + (–3)3
= –3 + 12 – 9 = 0
หรือ det(A) = c21a21 + c22a22 + c23a23
= (6)4 + (–12)5 + (6)6
= 24 – 60 + 36 = 0
หรือ det(A) = c31a31 + c32a32 + c33a33
= (–3)7 + (6)8 + (–3)9
= –21 + 48 – 27 = 0
้
det(A) นั น
้ ไม่วา่ จะใชโคแฟคเตอร์
จากแถวใดหรือหลักใด
จะได ้ค่าเท่ากัน
อินเวอร์สของเมตริกซ ์ (Inverse Matrix)
• ตัวผกผันการคูณของเมตริกซ ์ A คือ A-1
A A-1 = I = A-1A , I เมตริกซเ์ อกลักษณ์ (Identity Matrix)
์ ต
- อินเวอร์สของเมตริกซม
ิ ิ1x1
A = [3]
จะได ้ A-1 =
์ ต
- อินเวอร์สของเมตริกซม
ิ ิ2 x 2
A=
แล ้ว A-1 =
อินเวอร์สของเมตริกซ ์ (ต่อ)
์ ต
- อินเวอร์สของเมตริกซม
ิ ิ n x n (n  3)
้
หาอินเวอร์สโดยใชแอดจอนท์
เมตริกซ ์
(Adj : Adjoint Matrix)
กาหนดให้ cij เป็ นโคแฟกเตอร์ท ี่ i และ j
จะได ้ Adj (A) =
อินเวอร์สของเมตริกซ ์
A-1 =
[cij]tn x n
อินเวอร์สของเมตริกซ ์ (ต่อ)
กาหนดให ้A =
หาโคแฟกเตอร์ทก
ุ ค่า
หา det (A) = 1 (2) + 2 (2) + 3 (– 3) = 2 + 4 – 9 = – 3
์ องโคแฟกเตอร์ =
เมตริกซข
อินเวอร์สของเมตริกซ ์ (ต่อ)
แอดจอยท์เมตริกซ ์ =
ดังนัน
้ A-1 =
** การหาอินเวอร์สเมตริกซ ์ ยังมีอก
ี หลายวิธส
ี ามารถ
ึ ษาเพิม
ศก
่ เติมได ้จาก seashore.buu.ac.th/~phong
้ ด้วยเมตริกซ ์
การแก้สมการเชงิ เสน
จากระบบสมการ 2x – y + z = 3
x+y+z=6
3x + 2y – 2z = 1
เขียนเป็ นระบบเมตริกซไ์ ด ้ดังนี้ :
์ ม
ั ประสท
ิ ธิ์ : A =
เมตริกซส
์ องตัวแปร : X =
เมตริกซข
์ องค่าคงที่ : B =
เมตริกซข
้ ด้วยเมตริกซ(์ ต่อ)
การแก้สมการเชงิ เสน
จากระบบสมการของเมตริกซ ์ AX = B หาอิน
เวอร์ส A-1 แล ้วนามาคูณตลอดจะได ้
A-1(AX) = A-1B
นั่นคือ (A-1A)X = A-1B
IX = A-1B
หรือ
X = A-1B
ซงึ่ ก็คอ
ื คาตอบ
้ ด้วยเมตริกซ(์ ต่อ)
การแก้สมการเชงิ เสน
์ งั
การบ้าน กาหนดให ้A เป็ นเมตริกซด
ตัวอย่างข ้างต ้น และสามารถหา
A-1 =
จงหาค่าของ x, y, z
[email protected]