Đại số tuyến tính
Chương 2: Ma trận
Ma trận
Phép tính trên ma trận
Chương 1: Số phức
Các loại ma trận
Qui ước: Kí hiệu Aij => đọc là ma trận hàng i, cột j
Ma trận 0
Ma trận đường chéo
(các phần tử trên đường chéo chính = 0)
Ma trận đơn vị
(các phần tử trên đường chéo chính đều = 1)
Ma trận tam giác
Ma trận tam giác trên
(Phần tử nằm phía dưới đường chéo chính = 0)
Ma trận tam giác dưới
(tương tự)
Phải là => 1 ma trận vuông
Ma trận chuyển vị
Ma trận bậc thang
- Nếu các hàng bằng 0 thì hàng đó phải ở dưới cùng
- Phần tử # 0 đầu tiên của hàng dưới lệch sang phải so với p.tử #0 đầu tiên của hàng trên
Cộng 2 ma trận cùng cỡ
Nhân ma trận với 1 số
(*) Nhân 2 ma trận
- Qui tắc/ cách nhân
- điều kiện để nhân
Ma trận đặc biệt: nếu 1 ma trận có các phần tử theo số thứ tự từ trên xuống dưới thì => ma trận đó = 0
Tính chất của ma trận
- Ko có tính giao hoán
- Nhưng có tính kết hợp
27:47 / 31:57 - Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 1. Ma trận
Chú ý: quan trọng - Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 1. Ma trận [29:03 / 31:57]
Định thức
(phải là ma trận vuông!)
(det)
Các khái niệm cần thiết trước khi học định thức
Hoán vị
Nghịch thế
(*) Cách tính định thức
Tính các định thức cấp đơn giản
Xác định dấu cho định thức
(qua nghị thế)
Tính định thức cấp 2:
(Tích đường chéo chính - Tích đường chéo phụ)
Tính định thức cấp 3:
(Tích 2 đường chéo + Sử dụng quy tắc "TAM GIÁC")
Ứng dụng: vào các bài toán cơ bản & mở rộng như: tìm x
Tính định thức cấp cao hơn
Kinh nghiệm: đối với các ma trận có ma trận cấp 4 trở lên
thì ta cần tính định thức theo những cách khác
Tính định thức bằng cách: Khai triển định thức theo HÀNG hoặc CỘT
(triển khai ở đây có nghĩ là đưa nó xuống bậc thấp hơn)
(Kinh nghiệm: nếu thấy nhiều số 0 nên áp dụng cách này)
Khái niệm cần biết trước khi học - pp triển khai định thức
B1: Tạo định thức con tương ứng
(là định thức mới thu được bằng cách loại bỏ đi hàng vào cột mà có liên quan đến phần tử đó)
(xem video: 3:50 / 29:34 - Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 2. Định thức P2)
Phần bù đại số tương ứng
(xét dấu ...bla..bla)
Chú ý: Định thức của ma trận TAM GIÁC là bằng tích các phần tử trên đường chéo chính
Tính định thức bằng phép biến đổi sơ cấp
(Kinh nghiệm: chỉ khi định thức có một hoặc it số 0 thì dùng)
- phép BĐSC này đơn giản là đưa 1 định thức bất kỳ về => định thức tam giác HOẶC định thức có nhiều số 0
Để dùng được phép BĐSC này ta phải nắm được các tính chất của định thức trước !!!
(* nhiều khó nhớ) Các tính chất của định thức
7 tính chất !
T/c 2: det(A)^T = det(A)
(nghĩa là kết quả của định thức của ma trận chuyển vị = ma trận gốc ban đầu )
T/c 3: Nếu đổi chỗ 2 hàng / 2 cột thì định thức đổi dấu
T/c 4:
- Nếu định thức có 1 hàng/ 1 cột = 0 thì định thức đó = 0
- Nếu định thức có 2 hàng (2 cột) TỈ LỆ thì định thức = 0
T/c 5: ko có gì vui => nhưng hệ quả của nó mới đáng chú ý
Nếu nhân 1 hàng / 1 cột với k #0 thì det mới gấp k lần det cũ
Hệ quả:
Xem lại - Đại số tuyến tính -
Chương 2. Bài 2. Định thức P3
[8:39 / 56:45]
k^n.det(A)
Đặt nhân tử chung
T/c 6: (quan trọng & khó nhớ)
Cộng vào 1 hàng / 1 cột tổ hợp tuyến tính các hàng khác hoặc cột khác thì det ko đổi
Xem lại & nhớ cách làm
T/c 7:Tách định thức
T/c 1: det(A.B) = detA.detB
Xem lại Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 2. Định thức P3
Ứng dụng: vào các bài toán cơ bản & mở rộng như: tìm x
xem video [45:42 / 56:45] Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 2. Định thức P3
Tính định thức - trong trượng hợp ko ma trận khác 0
(nghĩa là phần tử của ma trận là những con số khác 0 thì việc áp dụng p.p BD9SC trên để đưa về định thức có nhiều phần tử = 0 là "KHÔNG THỂ" nên ta sẽ dùng p.p này kết hợp với "hạng ma trận" => và để hiểu rõ thì ta cần nắm được khái niệm "Hạng ma trận")
(nghe lại khúc này video cô giải thích
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 3. Hạng ma trận [13:20 / 32:20])
[Stt 1]
Khai niệm Hạng của ma trận
(Áp dụng cho tất cả ma trận)
Cách làm
Đầu tiên: phải biết được ma trận gốc đấy có thể tách ra dc bao nhiêu cấp định thức con?
B2: là kiểm tra từng định thức con. Bắt đầu từ định thức con cấp cao nhất => sau đó chuyển xuống cấp nhỏ dần (lưu ý: là cấp thấp hơn thì ta có nhiều sự lựa chọn hơn để xét => vd: định thức con cấp 2 của mtA ta có thể chọn bất kì định thức nào trong mt gốc miễn là cấp 2)
Các loại định thức đặc biệt
Nếu 1 định thức có hàng bẳng tổng 2 hàng trên => thì det đó = 0
(cô nói đây là tính chất của định thức??? nhưng định thức chỉ có 7 T/c kia thôi mà? => cái này chắc đính chất của ma trận?)
Chú ý (Kinh nghiệm):
Hạng của ma trận bậc thang chính là = số hàng khác 0 của nó
xem video [11:20 / 32:20] Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 3. Hạng ma trận
Định nghĩa:
Hạng của ma trận A là cấp cao nhất của trong các định thức con # 0 của ma trận A
- Kí hiệu rank(A) hoặc r(A)
[Stt 2]
Dùng pp BĐSC đưa ma trận bất kỳ về ma trận bậc thang rồi tìm hạng
Ôn lại ma trận bậc thang
[kiến thức cần có]
Biết sử dụng phép biến đổi tương đương
Ma trận nghịch đảo
(là ma trận duy nhất)
Khái niệm ma trận khả nghịch
3 chú ý: xem Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 4. Ma trận nghịch đảo P1 [1:45 / 27:02]
Cách tìm ma trận nghịch đảo (2 cách)
C1: dùng công thức phần bù đại số
(nôm na là bỏ cột hàng liên quan đến phần tử đó => xong
ta tính định thức con của nó)
- B1: gán & xét dấu
(xem Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 4. Ma trận nghịch đảo P1 [8:28 / 27:02])
Định lý:
- Nếu A là ma trận vuông khả nghịch thì
- det(A) # 0
- 1/ det(A) ........ xem típ
Ma trận đối xứng
Chú ý:
(Kinh nghiệm khi tính
ma trận nghịch đảo bài toán tìm X)
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 4. Ma trận nghịch đảo P1
[23:17 / 27:02]
Lưu ý: 1 ma trận
mà nhân với 1 ma trận
nghịch đảo của chính nó
thì nó sẽ = 1 (hay còn gọi là triệt tiêu)
Trước tiên cần phải biết công thức
của ma trận nghịch đảo là gì
Tuy nhiên cách tính này có nhược điểm
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 4. Ma trận nghịch đảo P1 [26:20 / 27:02]
Nếu ma trận cấp càng cao thì phải tính càng nhiều định thức con
Cách tìm ma trận nghịch đảo cải tiến
Dùng phép BĐSC
- B1: Lập ma trận mở rộng A| I
(với I là ma trận đơn vị) - B2: Dùng PBĐSC theo hàng đưa A
=> khi đó (A | I) => sẽ biến đổi thành (I | A^-1)
Vì sao lại có công thức này?
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 4. Ma trận nghịch đảo P2 [1:25 / 17:21]
Hệ phương trình tuyến tính
[STT 1] Các dạng hệ phương trình
Giải thích:
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 5. Hệ phương trình tuyến tính P1 [4:38 / 39:02]
Dạng tổng quát => chuyển thành => Dạng ma trận (với ma trận hệ số X ma trận ẩn số)
Dạng ma trận mở rộng
Ta có A.X = I
Vậy tự đặt câu hỏi: A nhân với ma trận nào = I?
(trong đó: I là ma trận đơn vị)
=> đơn giản là A . A^-1
(trong đó: A^-1 (là ma trận nghịch đảo))
=> thì lúc này bài toán tìm X => chính là bài toán tìm ma trận nghịch đảo! (do X là ma trận nghịch đảo
=> X = A^-1)
Bài toán tìm X chính là bài toán tìm ma trận nghịch đảo
Chú ý:
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 5. Hệ phương trình tuyến tính P1 [5:57 / 39:02]
Khái niệm hệ Cramer:
- Nếu ma trận A theo công thức mở rộng A.X = B là ma trận VUÔNG khả nghịch thì => hệ phương trình A.X = B còn được gọi là hệ Cramer
Khái niệm hệ thuần nhất:
có dạng A.X = 0
[STT 2] Cách giải
Nếu là hệ Cramer
- Hệ có nghiệm duy nhất (khi và chỉ khi det(A) # 0)
- X = A^-1.B
Đọc thêm cái phần chú ý:
Đại số tuyến tính - Chương 2. Bài 5. Hệ phương trình tuyến tính P1 [6:31 / 39:02]
Đây là công thức quan trọng nhất - vì từ bài này về sau có sử dụng rất nhiều !!
Đặc biệt học ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG công thức này chính là tích có hướng của 2 vector đó !! - là kiến thức làm nền cho công thức tính định thức cấp 2 này ở đại học!!
Hệ phương trình tổng quát A.X = B
Nếu số PT > số ẩn: dùng PBĐSC theo hàng đưa (A | B) về dạng bậc thang
Chương 3: Quan trọng
Cho S là tập/ họ các vector/ phần tủ thuộc không gian vector V
Đại số tuyến tính - Chương 3. Bài 2. Độc lập, phụ thuộc tuyến tính
[3:33 / 32:55] => xem kĩ
Cần nhớ
Đại số tuyến tính - Chương 3. Bài 3. Cơ sở của không gian véc tơ P1 [4:43 / 24:58]
Cần nhớ
Ở lớp 10 ta đã biết 1 vector có thể được biểu diễn từ 2 hay nhiều vector khác
Khái niệm cơ sở của ko gian vector là gì?
x là 1 vector => vậy thì các vector e1,e2,eN có biểu diễn được vector x hay ko (hay nói cách khác x có được biểu diễn bởi các vector ) => nếu các vector "con" (e1,e2,eN) biểu diễn được thì tức là nó biễu diễn được các chiều trong vector V vậy => ta nói tập các vector "con" S {e1,e2,eN} là cơ sở của không gian vector V
Ngoài lề: cho hỏi không gian sinh là gì?
Cho S là tập hợp các vector x thuộc KGVT V .... làm biến ghi qua =)) xem [5:32 / 32:55]
Nếu ma trận A vuông
- det(A) # 0 => p.t có 1 nghiệm duy nhất (?)
- det(A) = 0 => p.t có vs ngiệm hoặc ko có nghiệm => vậy nếu det(A) = 0 .=> p.t ko có nghiệm thì => (vậy vector = 0 HẢ ? => PHỤ THUỘC TT HẢ => NHỚ VẬY DC KO?)
Vì sao các hệ số Lamda # 0 => là phụ thuộc
tuyến tính giải thích? (có video giải thích ở bài 3)
Hệ phương trình trên có thể được viết theo dạng phương trình ma trận:
Ax=b
Với A là ma trận chứa các hệ số ai, j (ai, j là phần tử ở hàng thứ i, cột thứ j của A); x là vector chứa các biến xj; b là vector chứa các hằng số bi. Tức là:
https://vi.wikipedia.org/wiki/Hệ_phương_trình_tuyến_tính
kHÔNG GIAN VECTOR
1 vector x(e1,e2,eN) => được biểu diễn trong ma trận là 1 cột.
(ko biết đúng ko) ???
Điều kiện để - S là cơ sở của KGVT V là gì?
S là Cơ sở chính tắc của KGVT V
(quan trọng) Cần nhớ các kí hiệu:
- R, M, P là gì? => là các không gian vector đặc biệt
- dim là gì? => là không gian - dimension
dim R^5 => đọc là ko gian R có 5 chiều
vd: S = {(1,4,2,5,7), (3,6,8,4,7)} => S thuộc ko gian R có 5 chiều và 2 phần tử
Với các ko gian đặc biệt: R, M, P
S là cơ sở của ko gian vetor V? (khác với S là cs chính tắc nhé)
=> để S là cơ sở của KGVT V thì điều kiện là gì?
thì điều kiện là
Điều kiện cần: bắt buộc phải độc lập tuyến tính
Khi biểu diễn 1 vector x thuộc KGVT V - cần phải có hệ số gọi là Lamda
Tọa độ của vector x theo cơ sở S là gì?
Đại số tuyến tính - Chương 3. Bài 3. Cơ sở không gian véc tơ P2 [0:44 / 15:07]
Nên nhớ trong 1 không gian ta có nhiều các cơ sở khác nhau. Vậy các cơ sở này có mối quan hệ với nhau hay ko? => học bài ma trận chuyển cơ sở sang T sẽ biết ^^
Tìm tọa độ đơn giản là lập 1 ma trận mở rộng thôi !!