> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://kpfu.gitbook.io/kpfu/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://kpfu.gitbook.io/kpfu/bilety/bilet-19.md).

# Билет 19

### Матрицы. Линейные операции над матрицами. Умножение матриц. Единичная матрица.

**Матрица – совокупность каких-то объектов, объединенных в группу вида:**

![](/files/5ir6pRFybBVAfO8HTkFt)

**Виды матриц:**

* **Квадратная матрица** – (n x n), где кол-во строк == кол-во столбцов
* **Диагональная матрица** – Матрица, у которой элементы вне главной                                                                                                                                                                                                                                                        диагонали равны нулю.&#x20;

![](/files/38n8tcQWbarOsxJ9Rbz8)

* **Единичная матрица** – Диагональная матрица, у которой все элементы главной диагонали равны единице

![](/files/18SZsHeaDKJ3TT8JL1K3)

* **Нулевая матрица** – Все элементы равны нулю.

![](/files/JB0oS3B5AmAJ7b7bqi8h)

* **Векторная матрица** – Состоит из одной строки или одного столбца.

**Операции над матрицами**

* **Сложение -** Суммой матриц <img src="/files/HulHXA2Nz8trofT3ECux" alt="" data-size="line"> одинакового размера называется матрица <img src="/files/1RtLHaRDVVxQNvbybdAS" alt="" data-size="line"> того же размера элементы которой

&#x20;![](/files/S1wrleyg1vnQcw6b0a9X)

**Свойства сложения:**

1. &#x20;A + B = B + C (коммутативность)
2. (A + B) + C = A + (B + C) = A + B + C (ассоциативность)

* **Умножение на число**

Произведением матрицы <img src="/files/6wgGIjAfl5fggULrEXNo" alt="" data-size="line"> на число **λ** называется матрица <img src="/files/9eKkzvatAwYO4tPc2rF3" alt="" data-size="line">того же размера, что и матрица **A** с элементами <img src="/files/3uwb75ODYttNC3XlqF3V" alt="" data-size="line">

**Свойства умножения на число:**

1. λ · (μ · A) = (λ · μ) · A (ассоциативность)
2. λ · (A + B) = λ · A + λ · B (дистрибутивность относительно сложения матриц)
3. λ + μ) · A = λ · A + μ · A (дистрибутивность относительно сложения чисел)

* **Произведение (матрицу на матрицу)**

Произведением A · B матриц A и B (размеров m × n и n × p соответственно) называется матрица C размера m × p, что

![](/files/Fqgwjwy04U1h9x1hsgCj)

Таким образом, каждый элемент <img src="/files/qXfMlRa4dsS114WirrIp" alt="" data-size="line">, находящийся в i-й строке и j-м столбце матрицы C, равен сумме произведений, соответствующих элементов i-й строки матрицы A и j-го столбца матрицы B. **Произведение существует, только если число столбцов матрицы A равно числу строк матрицы B.**

**Свойства произведения матрицы на матрицу** :

1. (A · B) · C = A · (B · C) (ассоциативность)
2. (A + B) · C = A · C + B · C (дистрибутивность)
3. A · (B + C) = A · B + A · C (дистрибутивность)
4. A · B ≠ B · A — отсутствует коммутативность

**Если матрица квадратная, то ЕА=АЕ, где Е – единичная матрица.**

* **Транспонирование – это замена ее столбцов ее строками, а строк – столбцами.**

### Условия коллинеарности и перпендикулярности двух векторов. Условия компланарности трех векторов.

Векторы *a = (x1, y1, z1)* и *b = (x2, y2, z2)* называются **коллинеарными**, если они лежат на одной прямой или на параллельных прямых. Векторы *a = (x1, y1, z1) и \~b = (x2, y2, z2)* коллинеарны тогда и только тогда, когда

![](/files/qRsIdQC44dqQSJ8XUEcz)

Таким образом, если вектор a – не нулевой, то любой вектор b, коллинеарный с ним, можно представить в виде b = λ · a. Два ненулевых вектора *a = (x1, y1, z1)* и *b = (x2, y2, z2)* **перпендикулярны**, тогда и только тогда, когда их скалярное произведение равно нулю, то есть

![](/files/XQiaDXCJYnqSig5J2kfl)

Векторы *a = (x1, y1, z1), b = (x2, y2, z2)* и *c = (x3, y3, z3)* лежат в одной плоскости, то есть **компланарны**, тогда и только тогда, когда их смешанное произведение равно нулю, то есть

![](/files/T2R3CLQXYxynj76YX3Rp)

### Практика. Задачи.

1. Задача

![](/files/yHcuK7T99faxdqwSy0KX)

2\.  Задача

![](/files/6aRyqEUkfss6cawJlIT7)
