SlideShare a Scribd company logo
1 of 46
MATEMATIKA II


UD3: matrizeak, determinanteak
eta ekuazio linealak
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                       H1


1. MATRIZEAK


 •   m x n ordenako edo dimentsioko matrize errealak parentesi
     artean gordetako eta m lerrotan eta n zutabetan ordenatutako
     m•n zenbaki errealien multzoak dira, eta A edo (aij) adierazten
     dira:


                    a11           a12     ... a1n 
                                                   
                    a21           a22     ... a2 n 
                 A=
                                         ...  
                                                   
                   a              am 2    ... amn 
                    m1                             
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                        H1

1.1. Matrize motak.

Lerro matrizea edo errenkada matrizea: 1 x n ordena duena da.
Zutabe matrizea: m x 1 ordena duena.
Matrize karratua: n x n ordena duena.


                        A = ( 1 2 2 − 3)
                              2
                               
                               − 1
                        6 A=  3
                              4                − 1
                               0
                               7
                                                  
                        − 12  4 
                              5                0
                    A=    3
                               
                                    4    2     0
                                                 
                          1        1     2    5
                                                 
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK
                                                                             H1


1.1. Matrize motak.


A-ren aurkako matrizea: A-ren elementu guztiak aldatuz ateratzen zaiguna,
eta – A –ren bidez adierazten dugu.
A-ren matrize iraulia: A-ko lerroak eta zutabeak elkar trukatuz ateratzen
zaiguna, eta At –ren bidez adierazten dugu.




              2 − 1                            − 2 21  0 
           A=
             0 4                           −A= =
                                                t
                                               A         
             
                    
                                                  0 − 14  4 
                                                  −  
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                         H1

1.1. Matrize motak.


Matrize karratuetan:
Diagonal nagusia; a11, a22,…, ann
Diagonal sekundarioa; a1n, a2(n-1),…, an1



                       a11            a12    ... a1n 
                                                      
                       a21           a22     ... a2 n 
                    A=
                                            ...  
                                                      
                      a              am 2    ... amn 
                       m1                             
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                         H1

1.1. Matrize motak.

Matrize karratuetan:
Goi-triangeluarra: diagonal nagusiaren azpian dauden elementu guztiak
zero badira, aij=0, baldin i>j.
Behe-triangeluarra: diagonal nagusiaren gainean dauden elementu guztiak
zero badira, aij=0, baldin i<j.

                             1 2 2
Diagonala; diagonal nagusian ez dauden elementu guztiak zero badira,
aij=0, i ≠ j.                 1 0  0
                        A =  0  simetrikoak diren elementuak berdinak
                                    1 1 
                            A =  2  12 00 0 
Simetrikoa; diagonal nagusiarekiko
                              0 0 3
                              A = 0 2 1 0  2 − 1
baldin badira; a = a ∀i,j

                                  1 3  1 
               ij   ji




                                                          
                                     A0=  2 2  1 3 
                                           0
                                              −1 3           2
                                                              
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                            H1


1.1. Matrize motak.

Identitate matrizea: I matrize karratu bat da; bertan, diagonal nagusiko
elementu guztiak 1 dira eta diagonalean ez dauden elementu guztiak 0.
Matrize nulua: elementu guztiak 0 dituena.


             1 0
     I2x2   =
             0 1
                                          0 0
                                      1 0 0    
                

                          I 3x 3     A = 00 0 
                                     
                                   = 0 1
                                              
                                              
                                           0 0   1
                                     0 0 1
                                                             0   0   0
                                               I
                                                  =  0      1   0
                                                                       
                                                                      0
                                                     4x4   0 0   1   0
                                                                      
                                                           0 0   0   1
                                                                      
UD3     MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                         H1


2. MATRIZEEN ARTEKO ERAGIKETAK

 2.1. Matrizeen batuketak.
 Demagun A=(aij) eta B=(bij) matrizeak ditugula eta biek m x n dimentsioa
   dutela. Leku berean dauden elementuak batzean, m x n dimentisoko
   beste matrize bat lortuko dugu, A eta B-ren batura dena;
                             A + B = (aij + bij )



                   1 − 1  3 2   4 1 
                  
                   0 2  +  − 4 2 =  − 4 4
                                          
                                         


                  1 − 1  3 2   − 2 − 3 
                 
                  0 2  −  − 4 2 =  4
                                        
                                     0 
                                            
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                         H1



2.2. Zenbaki erreal baten eta matrize baten arteko biderketa.

  Demagun m x n ordeneko A=(aij) matrizea eta λ zenbaki erreala
    ditugula. Bien arteko biderketa egitean, m x n ordeneko beste matrize
    bat lortuko dugu, A-ko elementu guztiak bider λ eginez lortzen dena.


                            λ ⋅ A = ( λ ⋅ aij )

                           1 8   4 32 
                        4⋅
                           − 2 5  =  − 8 20 
                                             
                                            
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                               H1



    2.3. Matrizeen biderketa.

     Bi matrize biderkatzeko ez da beharrezkoa ordena berekoak izatea; bai,
      ordea, lehenengoaren zutabe kopurua eta bigarrenaren lerro kopurua
      berdina izatea. Lortuko dugun matrizeak berriz, lehenengoaren lerro
      kopurua eta bigarrenaren zutabe kopuru berdina izango ditu.



                           Aaxb • Bbxd = Caxd
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H1



   Matrize hauek emanda A=(aij), mxn dimentsiotakoa, eta B=(bij), nxp
    dimentsiotakoa.
              a11   a12     ... a1n            b11 b12   ... b1 p 
                                                                  
              a21   a22     ... a2 n           b21 b22   ... b2 p 
           A=                                B=
                           ...                        ...  
                                                                  
             a              ... amn           b          ... bnp 
              m1    am 2                       n1 bn 2            

   A-ren eta B-ren biderkadura m x p ordenako C=(cij) beste matrize bat
    izango da eta matrize horretan cij elementu bakoitza lortzeko, A-ko i
    lerroa eta B-ko k zutabeaz eskalarki bidertu beharko dugu.

                                      n
                             cij = ∑ ij ⋅b jk
                                    a
                                     j=1
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                        H1




    a11b11 + a12b21 + ... + a1nbn1 ... a11b1 p + a12b2 p + ... + a1nbnp 
                                                                         
C =              ...                ...              ...                 
    a b + a b + ... + a b ... a b + a b + ... + a b 
    m1 11 m 2 21              mn n1     m1 1 p    m2 2 p           mn np 
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                   H1




2.4. Matrizeen berreketa.

   Matrize karratuen multzoan, honela defini dezakegu matrizeen
   berreketa;


                     A2 = A • A
                     A3 = A 2 • A = A • A • A
                     …
                     An = An-1 • A = A • A • A •…(n aldiz) •A
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                        H2


3. ALDERANTZIZKO MATRIZEA.

 n ordenako A matrize karratu baten alderantzizko matrizea n ordenako
   beste matrize bati deitzen zaio, betiere, hau betetzen badu (eta A-1 –ren
   bidez adierazten dugu):

                 A ⋅ A−1 = A−1 ⋅ A = I
  Metodo zuzena;

                2 − 1  x      y  1 0
               
               0 1 ⋅ z
                                 =
                                    0 1
                                         
                              t     
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H3


4. EKUAZIO ETA SISTEMA MATRIZIALAK.

 Ezezagun edo koefizientetzat matrizeak dituzten ekuazio edo sistemei
   ekuazio edo sistema matrizialak deitzen diegu.

      λ • X = A itxurakoak; X = 1/λ • A
             Adibidea:
                                1 − 2        4 4 
                                
                                1 5  ⋅ 3 X =  1 − 4 
                                                     
                                                    


      A • X = B itxurakoak; ala                   X • A = B itxurakoak

       A-1 • A • X = A-1 • B                       X • A • A-1 = B • A-1
           I • X = A-1 • B                         X•I      = B • A-1
               X = A-1 • B                         X = B • A-1

                         1 0        1 2 
                         
                         1 2  ⋅ X =  6 − 2 
                                            
                                           
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                       H3
   Ekuazio matrizialen sistema linealak ebazteko, ekuazio linealen
    sistemak ebazteko erabilitako prozesu berari jarraitu beharko diogu;


     Adibidea;
                               2           − 3
                       X + Y = 
                                1              
                                            4 
                                                
                       
                       2X −Y = 1
                                              0
                                                
                                 2            
                                               2
                                 
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                    H4


5. DETERMINANTEAK.


  a1, a2, …, an n elementuren permutazioak n elementu horiek
   ordenatzeko dituzten moduei deitzen zaie.

  Lehendabiziko n zenbaki arrunten permutazio nagusia edo
   naturala deitzen zaio zenbaki horiek euren ordena
   naturalean daudeneko permutazioari; α = (1,2,3,…,n).

  p eta q edozein permutazioren elementuak permutazio
   nagusiaren alderantzizko ordenan daudenean, alderanzketa
   osatzen dutela esaten da. Beraz, edozein permutazio
   alderanzketa kopuru finitu baten konposizioa da.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H4

A n ordenako matrize karratu bat bada, A matrizearen
determinantea adierazpide honetatik ondorioztatzen den
zenbaki erreala da;

         A = det A = ∑ ( − 1) ai1 j1 ⋅ ai2 j2 ⋅ ... ⋅ ain jn
                                     t




Horretan, α = (i1, i2, …, in) eta β = (j1, j2, …, jn) 1, 2, …, n-ren bi
permutazio dira, eta t, berriz, α-tik β-ra igarotzeko balio digun
alderanzketa kopurua da.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                            H4

5.1. Bi ordenako determinanteen kalkulua

                a11   a12
                            = a11 ⋅ a22 − a12 ⋅ a21
                a21   a22

 Adibideak;


     1 3               5  2                   2 2
         =                   =                    =
     2 2              − 2 −1                  3 4
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                              H4

5.2. Hiru ordenako determinanteen kalkulua

 a11   a12   a13
 a21   a22   a23 = a11 ⋅ a22 ⋅ a33 + a21 ⋅ a32 ⋅ a13 + a31 ⋅ a12 ⋅ a23
 a31   a32   a33
                   − a13 ⋅ a22 ⋅ a31 − a23 ⋅ a32 ⋅ a11 − a33 ⋅ a12 ⋅ a21
    + zeinuko batugaiak                          - zeinuko batugaiak

       a11   a12     a13                            a11     a12      a13
       a21   a22     a23                            a21     a22      a23
       a31   a32     a33                            a31     a32      a33
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                 H4


Adibideak;

  1   0      1   2 1 0                    1 −1      1
  2 −1 1 =       −1 1 0 =                 1 2       1 =
  1 −3 2         1 4 2                    0   4    −2
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H4




5.3. “n” ordenako determinanteen kalkulua

 5.3.1. Determinante bat garatzea ilara bateko elementuen bidez

   n ordenako A matrize bat emanda, aij elementuaren
  azpimatrize osagarria deitzen zaio A matrizean i lerroa eta j
  zutabea ezabatzean sortzen den n-1 ordenako matrizeari.
  Matrize hori αij adierazten da.
                                                    1 1
                                              α11 = 
                                                    3 2
                                                        
                                                       
                                                     1 4
                                              α 32 = 
                                                     2 1
                                                         
                                                        
                                                     2 1
                                              α13 = 
                                                     2 3
                                                         
                                                        
UD3      MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                 H4



A n ordenako matrize karratu bat bada, aij elementuaren minore
osagarria deitzen zaio aij elementuaren azpimatrize osagarriaren
determinanteari; hau da, IαijI.
                  α11 = −1      α 32 = −7            α13 = 4
 n ordenako A matrize karratu bat emanda, aij elementuaren
adjuntoa deitzen zaio adierazpen honek definitutako Aij zenbakiari;


                      Aij = ( − 1)
                                     i+ j
                                            ⋅ α ij

A-ko elementu bakoitzaren ordez bere adjuntua jartzen badugu, A-
ren matrize adjuntu izeneko beste matrize bat izango dugu, eta
Adj(A) –ren bidez adierazten dugu.

                    −1 − 2 4 
                               
        Adj ( A) =  16 − 6 − 7 
                   − 6 7    5 
                               
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                    H4



 A n ordenako matrize karratu bat bada, haren determinantea ilara
(lerro zein zutabe) bateko elementu bakoitzaren eta horren
adjunuaren biderkaduraren batura da.

                             a11   a12    ... a1n 
                                                   
                            a      a22    ... a2 n 
                        A =  21
                                         ...  
                                                   
                            a      an 2   ... ann 
                             n1                    

              det( A) = a11 ⋅ A11 + a12 ⋅ A12 + ... + a1n ⋅ A1n


Adibidea:
1 1 −1    2
                   1 −1 2      1 −1 2     1 1 2       1 1 −1
2 1 2     2
             = 0 ⋅ 1 2 2 − 2 ⋅ 2 2 2 + 1⋅ 2 1 2 − 0 ⋅ 2 1 2 =
0 2 1     0
                   0 1 −1      3 1 −1     3 0 −1      3 0 1
3 0   1   −1


            = 0 − 2 ⋅ (−20) + 1 ⋅1 − 0 = − 40 + 1 = − 41
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H4




5.3. “n” ordenako determinanteen kalkulua

 5.3.2. Determinante bat garatzea Pibotaren metodoaren bidez

  ► Bateko balioa duen determinantearen edozein aij elementu
  hartu behar da. Elementu horri pibota deitzen zaio.
  Hartutako determinanteak bateko balioko elementurik izango
  ez balu, aij = k ≠ 0 balioko edozein hartuko genuke. Kasu
  horretan, i lerroaren edo j zutabearen elementu guztiak zati k
  zenbakia egin genezake, eta haren ondorioz, a ij elementua bat
  bihurtuko litzateke. Eragiketa hori egitean, kontuan izan
  behar da determinantea kanpotik k zenbakiaz biderkatuta
  geratuko dela.


  ► Pibotaren lerroari eta zutabeari dagozkien elementuak
  ezabatu egiten dira.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H4

► Determinantearen gainerako elementuen ordez hau jarriko
dugu: elementu horien eta pibotaren i lerroan eta j zutabean
elementuon lerro eta zutabeei dagozkien elementuen
biderkaduraren kendura.
► Sortutako determinanteak hasierakoak baino ordena
txikiagoa izango du, eta (-1)i+j zeinua.
► Prozesu hori behar adina aldiz egin daiteke, hiru ordenako
matrizea lortu arte.

7   0    1   5
                               3− 4⋅7       1− 0 ⋅ 4     0 − 4⋅5
3   1    4   0
               = ( − 1) 1+3 ⋅ 2 − 1⋅ 7     − 3 − 1⋅ 0    6 − 1⋅ 5 = 510
2 −3     1   6
                             4 − (−3) ⋅ 7 5 − (−3) ⋅ 0 2 − (−3) ⋅ 5
4   5    −3 2
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                            H4




5.5. Determinanteen propietateak

1.   Matrize   baten    determinantea             haren       irauliaren
determinantearekin bat dator.
                                    A= A
                                     t



2. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe permutatuz gero,
haren determinantea zeinuz aldatzen da.
      5   4              −1 − 2                     4  5
             = −6               =6                        =6
      −1 − 2             5   4                     − 2 −1

3. Matrize bateko lerro edo zutabe bat zenbaki batez
biderkatuz gero, determinantea ere zenbaki horrekin
biderkatuta geratuko da.

      5   4         10 8                          5   4   10 8
             = −6          = −12               2⋅       =
      −1 − 2        −1 − 2                        −1 − 2 −1 − 2
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                 H4


4. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe berdinak badira, haren
determinantea zero izango da.
   Bi lerro edo bi zutabe permutatzean determinantearen zeinua aldatzen
   dela esan dugu lehen, baina bi lerro edo zutabeak berdinak badira, hau
   beteko da;
       det (A) = - det (A)                     det (A) = 0



5. Matrize bateko lerro edo zutabe bateko elementu guztiak
muluak badira, determinantearen balioa zero izango da.


6. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe proportzionalak
badira, haren determinantea zero izango da.
   Lerro edo zutabe proportzionaletako bat p zenbaki egoki batez
   biderkatzen badugu, bi lerro edo zutabe berdin lortuko ditugu, eta, beraz:
    p · det(A) = 0                  det(A) = 0
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                 H4




7. Matrize triangeluar baten determinantea haren diagonal
nagusiko elementuen arteko biderkaduraren berdina da.


8. Matrize bateko lerro edo zutabe bateko elementu
guztiak bi batugaien batuketa gisa deskonposatzen
badira, haren determinantea ere deskonposatzen da,
modu honetan, bi determinanteren batuketa gisa:
     a11 + b   a12   a13 a11      a12     a13 b      a12   a13
     a21 + c   a22   a23 = a21    a22     a23 + c    a22   a23
     a31 + d   a32   a33 a31      a32     a33 d      a32   a33


9. Matrize bateko lerro edo zutabe bati beste baten konbinazio
lineal bat batzen bazaie, ondorioztatzen den matrizearen
determinantea hasierakoaren berdina izango da.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                               H4



6. ALDERANTZIZKO MATRIZEA KALKULATZEA.

  Matrize karratu batek alderantzikoa badu, haren
 determinantea zeroaren desberdina da. Orduan, matrizea
 erregularra dela esaten da.
    Beste moduan esanda, matrize baten determinantea zero bada, matrize
    horrek ez du alderantzizkorik.



  A matrize karratu erregular bat bada, haren alderantzizko
 matrizea honela kalkulatu daiteke;

                                     ⋅ Adj ( At )
                                   1
                           A−1 =
                                   A
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                                H5



7. MATRIZE BATEN HEINA.

  A matrize baten heina linealki independenteak diren A-ren
 lerro edo zutabeen gehienezko kopurua da.
         1 3 − 1                     1 3 −1                        1 4 − 1
                                                                          
    A =  1 3 2  rang ( A) = 2   B =  1 3 − 1  rang ( B) = 1   C =  1 1 2  rang (C ) = 3
        2 6 1                        2 6 − 2                      2 6 1 
                                                                          



 7.1. Heinaren kalkulua; Gauss-en metodoa.
 Adibide baten bidez aztertuko dugu;
     
         1
          1    2
               23 −1
                3 −1
     
                    
                     
   A=
   A=    0
          0    5
               51 7 
                1 7 
     
         2 −1 5 − 9
     
         2 − 1 5 − 9
                     
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                            H5




7.2. Heinaren kalkulua; Determinanteen metodoa.

 A matrize baten p orndenako minoreak deituko diegu p
ordenako A azpimatrize karratuen determinanteei.

      1 2 − 1          1 2            1 −1           2 −1
   A=
     1 0 1                = −2            =2             =2
                       1 0            1 1            0 1

  A matrize baten heina, rang(A), nulua ez den matrize horren
 minorerik handienaren ordena da.
 Adibide baten bidez aztertuko dugu;

        1 2 3 −1 
                   
     A= 0 5 1 7 
        2 −1 5 − 9 
                   
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                H6



8. EKUAZIO LINEALEN SISTEMAK.

8.1. Ekuazio linealak.

  Ekuazio lineal bat, honako berdintza bat da;
         a1· x1+ a2· x2+ a3· x3+ … + an· xn = b
 Ekuazio horretan, a1, a2, a3, … , an eta b zenbaki errealak dira
 eta koefizienteak deitzen zaie, eta x1, x2, x3, … xn balio
 ezezaguneko zenbaki errealak dira, eta ezezagunak deitzen
 zaie.
 Ekuazio lineal baten emaitza, ekuazioa betetzen duen n-kote
 (α1, α2, α3,…, αn ) oro da.
 Ekuazioaren emaitza bakoitzari emaitza partikularra deitzen
 zaio, eta emaitza partikular guztien multzoari, berriz,
 ekuazioaren emaitza orokorra.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                       H6


  n ezezaguneko ekuazio lineal baten emaitza orokorra n – 1
 parametroaren araberakoa da. n – 1 zenbakiari ekuazioaren
 indeterminazio maila deitzen zaio.

8.2. Ekuazio linealen sistemak.

   n ezezaguneko m ekuazio linealen sistema bat honelako m
  berdintzaz osaturiko multzoa da;
                   a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1 
                   a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2       
                                                               
                   ........................................... 
                  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm        

   Ekuazio horretan, aij eta bi zenbaki erreal ezagunak dira; aij
  zenbakiak koefizienteak dira eta bi zenbakiak, sistemaren gai
  askeak.
UD3    MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                H6


 Sistema bat ebaztea, haren emaitza guztiak aurkitzea da.
 Ekuazio linealen sistema haien koefizienteek eta gai askeek
mugatzen dute. Zenbaki horiek taula batean jarriz gero,
sisteman duten posizio berberetan, multzo ordenatu bat
lortuko dugu; multzo hori matrizea da eta sistemaren
adierazgarri da. Koefizienteek osatutako matrizea sistemaren
matrizea da, edo koefizienteen matrizea. Matrize horri gai
askeak gehituz gero, matrize zabaldua lortzen da.

            Koefiziente matrizea
             Koefiziente matrizea            Matrize zabaldua
                                             Matrize zabaldua
          a11 a12 ... a11n 
             a     a12 ... an         a11 a12 ... a11n b11 
                                         a      a12 ... an b
           11                      11                     
          a21 a22 ... a22nn
             a21 a22 ... a            a21 a22 ... a22nn b22 
                                         a21 a22 ... a        b
           ...                      ...                    
            ... ... ... ... 
                   ... ... ...          ... ... ... ... ... 
                                                ... ... ... ...
          a                       a                       
           am1 am 22 ... amn 
              m1  am ... amn          am1 am 22 ... amn bm 
                                          m1   am ... amn bm 
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                            H6


8.3. Ekuazio linealen sistemen sailkapena.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                           H6


8.4. Sistema baliokideak.

   Ekuazio linealen bi sistema baliokideak dira, baldin eta
  ezezagun berberak badituzte eta emaitza berberak badituzte.
  Emandako sistema baten baliokidea den sistema bat lortzeko,
  transformazio hauek egin daitezke;
       Sistemako ekuazio bat nulua ez den zenbaki batez
        biderkatzea.
       Ekuazioen ordena aldatzea.
       Gainerako ekuazioen konbinazio lineala den ekuazio
        bat eranstea edo ezabatzea.
       Sistemako ekuazio bat eta zero ez den zenbaki batez
        biderkatutako beste bat batzea.
       Ekuazio bateko ezezaguna              bakantzea        eta     hori
        gainerakoetan ordezkatzea.
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                    H6




9. EKUAZIO LINEALEN SISTEMEN EBAZPENA.


9.1. Gauss-en metodoa.
 Gauss-en metodoa (triangelaketa metodoa ere deitzen zaio)
laburketa metodoan oinarritzen da. Demagun n ezezaguneko
m ekuazio linealen sistema bat dugula;
                a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1 
                a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2       
                                                            
                ........................................... 
               am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm        

  Gauss-en metodoa sistema hori baliokide eta mailakatu
 bihurtzean datza. Hau da, honelako batetan bihurtzean datza;
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                       H6




                       a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1 
                                a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    
                                                                
                                       ........................ 
                                               amn xn = bm     
 Sistema mailakatu bat ebazteko, bateragarria baldin bada,
sistemako azken ekuaziotik hasi behar dugu.
 Adibideak;
  x − 2 y + 4 z = 1                 3 x + y − 2 z = 4
                                                     
  4 x + y − z = −3                     2x − z = 2 
  3x + y + 2 z = 4                     x + 4z = 1  
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                     H6




9.2. Cramer-en erregela.

 n ekuazio linealeko eta n ezezaguneko sistema batek
emaitza du, eta bakarra da, koefiziente matrizea A erregularra
denean, hau da, │A │≠ 0 denean.
 (x1, x2,…, xn) sistemaren emaitzako xi osagai bakoitza bi
determinanteen arteko zatidurak emanda dago; orokorrean,
demagun honako sistema dugula;

                   a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1 
                   a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2       
                                                               
                   ........................................... 
                  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm        
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                                     H6

 Orduan honela kalkulatu ditzakegu ezezagunak;
                  b1 a12             ... a1n
                  b2 a22             ... a2 n
                  ... ...            ... ...        Ekuazio eta ezezagun kopuru
          ∆1      bn a2 n            ... ann
   x1 =
          ∆
             =
                                 A
                                                   berdina duten eta koefizienteen
                                                   matrizea erregularra duten sistemei
                   a11     b1        ... a1n       Cramerren sistemak deitzen zaie, eta
                   a21     b1        ... a2 n
                                                   sistema mota horiei soilik aplika
                   ...     ...       ... ...
          ∆1       an1     b1        ... ann       daiteke Cramerren erregela, eta ez
   x2 =      =
          ∆                      A                 beste motetan.
  ..............................................    Adibidea;
                   a11     a21        ...   b1      x − 2 y + 4 z = 1             3 x + y − 2 z = 4
                   a21     a22        ...   b2                                                     
                   ...     ...        ...   ...     4 x + y − z = −3                 2x − z = 2 
   xn =
          ∆1
          ∆
             =
                   an1     a2 n
                               A
                                      ...   bn
                                                    3x + y + 2 z = 4                 x + 4z = 1  
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                      H6

9.3. Alderantzizko matrizeen bidezko ebazpena.
 Azkenik, honako sistema bat izanik, alderantzizko matrizeen
bidez ere kalkulatu ditzakegu ezezagunen balioa;
                 a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1 
                 a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2       
                                                             
                 ........................................... 
                am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm        
  Orduan;
               a11     a12     ... a1n   x1   b1 
                                            
               a21    a22      ... a2 n   x2   b2 
               ...     ...     ... ...   ⋅  ...  =  ... 
                                            
              a       am 2     ... amn   xn   bn 
               m1                           

                               A⋅ X = B
                              X = A−1 ⋅ B
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                  H6


 Hau da, alderantzizko matrizeen bidez ere posible da
ekuazio linealen sistemak ebaztea, horretarako A matrize
erregularra izan behar duelarik.
 Adibidez;

              x − 2 y + 4 z = 1            3 x + y − 2 z = 4
                                                            
              4 x + y − z = −3                2x − z = 2 
              3x + y + 2 z = 4                x + 4z = 1  
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                    H7


10. EKUAZIO LINEALEN SISTEMEN EZTABAIDA.

10.1. Rouchéren teorema.
 S ekuazio linealen sistema bat bateragarria izango da
baldin, eta soilik baldin, A koefizienteen matrizearen heina
A/B matrize zabalduaren heinaren berdina bada, hau da;
        S bateragarria da ⇔ heina(A) = heina(A/B)
 Frogapena;
    ⇒S sistema bateragarria baldin bada, (s1, s2, …, sn) emaitza bat badago,
    gutxienez eta horrek hau betetzen du; Z1· s1+ Z2· s2, …, + Zn· sn = B; beraz,
    B gai askeen zutabea Z1, Z2, …, Zn koefizienteen matrizearen zutabeen
    konbinazio lineala da; hortaz,
        heina(Z1, Z2, …, Zn) = heina (Z1, Z2, …, Zn, B), hau da;
        heina(A) = heina(A/B)
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                                                                   H7


 Frogapena;
   ⇐    Demagun heina(A) = heina(A/B) dela; beraz,
        heina(Z1, Z2, …, Zn) = heina (Z1, Z2, …, Zn, B).
        Horren ondorioz, Z1, Z2, …, Zn –ren konbinazio lineala da B. Beraz, n
        zenbaki erreal daude, s1, s2, …, sn, honako hau egiaztatzen dutenak;
        Z1· s1+ Z2· s2, …, + Zn· sn = B. Horren ondorioz, (s1, s2, …, sn)
        sistemaren emaitza bat da, eta S bateragarria da, frogatu nahi
        genuen moduan.
  Beraz, Rouchéren teoremak sistema bat bateragarria izateko
 baldintza bat ematen du; hau da, koefizienteen matrizearen heinak
 eta matrize zabalduaren heinak erlazionatzen ditu.


  Koefiziente matrizearen eta matrize zabalduaren heinak kontutan
 harturik, honela sailka ditzakegu n ezezaguneko eta m ekuazioko
 sistema linealak;
UD3   MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK

                                               H7

More Related Content

What's hot

Nombres enters u1
Nombres enters u1Nombres enters u1
Nombres enters u1mbalag27
 
La guerra freda 4t eso (txema)
La guerra freda  4t eso (txema)La guerra freda  4t eso (txema)
La guerra freda 4t eso (txema)Txema Gs
 
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATX
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATXUNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATX
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATXPilar Gobierno
 
Les preguntes fonamentals de la filosofia
Les preguntes fonamentals de la filosofiaLes preguntes fonamentals de la filosofia
Les preguntes fonamentals de la filosofiaeugeni94
 
El modernisme
El modernismeEl modernisme
El modernismemlope657
 
0 (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya
0   (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya0   (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya
0 (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunyajordimanero
 
Polinomis 4t ESO
Polinomis 4t ESOPolinomis 4t ESO
Polinomis 4t ESOAlbert Sola
 
Prehistoria activitats
Prehistoria activitatsPrehistoria activitats
Prehistoria activitatsMAICA CIMA
 
1quincena9 poligons perimetres i arees
1quincena9 poligons perimetres i arees1quincena9 poligons perimetres i arees
1quincena9 poligons perimetres i areescpnapenyal
 
El realisme i el naturalisme. narcis oller
El realisme i el naturalisme. narcis ollerEl realisme i el naturalisme. narcis oller
El realisme i el naturalisme. narcis ollerieslt
 
Relació de proporcionalitat
Relació de proporcionalitatRelació de proporcionalitat
Relació de proporcionalitatpep250
 
Unitat didactica lladofemenias payerascoll
Unitat didactica lladofemenias payerascollUnitat didactica lladofemenias payerascoll
Unitat didactica lladofemenias payerascollbarbara payeras coll
 

What's hot (20)

Portfoli de l'alumne-ESO
Portfoli de l'alumne-ESOPortfoli de l'alumne-ESO
Portfoli de l'alumne-ESO
 
Determinants
DeterminantsDeterminants
Determinants
 
Nombres enters u1
Nombres enters u1Nombres enters u1
Nombres enters u1
 
La guerra freda 4t eso (txema)
La guerra freda  4t eso (txema)La guerra freda  4t eso (txema)
La guerra freda 4t eso (txema)
 
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATX
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATXUNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATX
UNITAT 1. LITERATURA CAT. 1R BATX
 
Les preguntes fonamentals de la filosofia
Les preguntes fonamentals de la filosofiaLes preguntes fonamentals de la filosofia
Les preguntes fonamentals de la filosofia
 
El modernisme
El modernismeEl modernisme
El modernisme
 
0 (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya
0   (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya0   (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya
0 (1) relleu, clima, vegetació i paisatge a espanya i catalunya
 
Polinomis 4t ESO
Polinomis 4t ESOPolinomis 4t ESO
Polinomis 4t ESO
 
Prehistoria activitats
Prehistoria activitatsPrehistoria activitats
Prehistoria activitats
 
1quincena9 poligons perimetres i arees
1quincena9 poligons perimetres i arees1quincena9 poligons perimetres i arees
1quincena9 poligons perimetres i arees
 
El modernisme català
El modernisme catalàEl modernisme català
El modernisme català
 
Tipus activitat volcànica_presentacio
Tipus activitat volcànica_presentacioTipus activitat volcànica_presentacio
Tipus activitat volcànica_presentacio
 
El realisme i el naturalisme. narcis oller
El realisme i el naturalisme. narcis ollerEl realisme i el naturalisme. narcis oller
El realisme i el naturalisme. narcis oller
 
Relació de proporcionalitat
Relació de proporcionalitatRelació de proporcionalitat
Relació de proporcionalitat
 
Unitat didactica lladofemenias payerascoll
Unitat didactica lladofemenias payerascollUnitat didactica lladofemenias payerascoll
Unitat didactica lladofemenias payerascoll
 
Cargol bover
Cargol boverCargol bover
Cargol bover
 
Els paisatges
Els paisatgesEls paisatges
Els paisatges
 
INEQUACIONS I SISTEMES
INEQUACIONS I SISTEMESINEQUACIONS I SISTEMES
INEQUACIONS I SISTEMES
 
Clementina arderiu, power
Clementina arderiu, powerClementina arderiu, power
Clementina arderiu, power
 

More from jmancisidor

Talde lana batxi 1415
Talde lana batxi 1415Talde lana batxi 1415
Talde lana batxi 1415jmancisidor
 
Sarrera ikasi irakatsi
Sarrera ikasi irakatsi Sarrera ikasi irakatsi
Sarrera ikasi irakatsi jmancisidor
 
Du1 complex numbers and sequences
Du1 complex numbers and sequencesDu1 complex numbers and sequences
Du1 complex numbers and sequencesjmancisidor
 
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalities
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalitiesDU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalities
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalitiesjmancisidor
 
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralak
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 IntegralakMATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralak
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralakjmancisidor
 
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAK
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAKIrakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAK
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAKjmancisidor
 
Orientazio profesionala
Orientazio profesionalaOrientazio profesionala
Orientazio profesionalajmancisidor
 
Hezkuntza orientazioa
Hezkuntza orientazioaHezkuntza orientazioa
Hezkuntza orientazioajmancisidor
 
Orientazioa eta Tutoretza
Orientazioa eta TutoretzaOrientazioa eta Tutoretza
Orientazioa eta Tutoretzajmancisidor
 
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntza
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntzaGoierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntza
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntzajmancisidor
 
Aldagai pertsonalak
Aldagai pertsonalakAldagai pertsonalak
Aldagai pertsonalakjmancisidor
 
1213 ikuspegi teorikoak
1213 ikuspegi teorikoak1213 ikuspegi teorikoak
1213 ikuspegi teorikoakjmancisidor
 
Conductismo.ejemplos
Conductismo.ejemplosConductismo.ejemplos
Conductismo.ejemplosjmancisidor
 
1213 ikas irakas prozesua
1213 ikas irakas prozesua1213 ikas irakas prozesua
1213 ikas irakas prozesuajmancisidor
 
Ud4 geometria aktibitate bateria
Ud4 geometria aktibitate bateriaUd4 geometria aktibitate bateria
Ud4 geometria aktibitate bateriajmancisidor
 
Analisi matematikoa deribadak
Analisi matematikoa deribadakAnalisi matematikoa deribadak
Analisi matematikoa deribadakjmancisidor
 
Theme 2 joining and technical curves
Theme 2 joining and technical curvesTheme 2 joining and technical curves
Theme 2 joining and technical curvesjmancisidor
 
Theme 1 basic drawing
Theme 1 basic drawingTheme 1 basic drawing
Theme 1 basic drawingjmancisidor
 

More from jmancisidor (20)

Du5 functions
Du5 functionsDu5 functions
Du5 functions
 
Talde lana batxi 1415
Talde lana batxi 1415Talde lana batxi 1415
Talde lana batxi 1415
 
Sarrera ikasi irakatsi
Sarrera ikasi irakatsi Sarrera ikasi irakatsi
Sarrera ikasi irakatsi
 
Du1 complex numbers and sequences
Du1 complex numbers and sequencesDu1 complex numbers and sequences
Du1 complex numbers and sequences
 
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalities
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalitiesDU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalities
DU2 Polynomials, logarithms, exponentials, and inequalities
 
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralak
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 IntegralakMATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralak
MATEMATIKA BATXI 2 UD2 Integralak
 
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAK
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAKIrakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAK
Irakasleen prestakuntza HH UNITATE DIDAKTIKOAK
 
Tutoretza
TutoretzaTutoretza
Tutoretza
 
Orientazio profesionala
Orientazio profesionalaOrientazio profesionala
Orientazio profesionala
 
Hezkuntza orientazioa
Hezkuntza orientazioaHezkuntza orientazioa
Hezkuntza orientazioa
 
Orientazioa eta Tutoretza
Orientazioa eta TutoretzaOrientazioa eta Tutoretza
Orientazioa eta Tutoretza
 
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntza
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntzaGoierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntza
Goierri Eskolako Irakasleen hasierako prestakuntza
 
Aldagai pertsonalak
Aldagai pertsonalakAldagai pertsonalak
Aldagai pertsonalak
 
1213 ikuspegi teorikoak
1213 ikuspegi teorikoak1213 ikuspegi teorikoak
1213 ikuspegi teorikoak
 
Conductismo.ejemplos
Conductismo.ejemplosConductismo.ejemplos
Conductismo.ejemplos
 
1213 ikas irakas prozesua
1213 ikas irakas prozesua1213 ikas irakas prozesua
1213 ikas irakas prozesua
 
Ud4 geometria aktibitate bateria
Ud4 geometria aktibitate bateriaUd4 geometria aktibitate bateria
Ud4 geometria aktibitate bateria
 
Analisi matematikoa deribadak
Analisi matematikoa deribadakAnalisi matematikoa deribadak
Analisi matematikoa deribadak
 
Theme 2 joining and technical curves
Theme 2 joining and technical curvesTheme 2 joining and technical curves
Theme 2 joining and technical curves
 
Theme 1 basic drawing
Theme 1 basic drawingTheme 1 basic drawing
Theme 1 basic drawing
 

Matrizeak determinanteak eta ekuazio linealak

  • 1. MATEMATIKA II UD3: matrizeak, determinanteak eta ekuazio linealak
  • 2. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1. MATRIZEAK • m x n ordenako edo dimentsioko matrize errealak parentesi artean gordetako eta m lerrotan eta n zutabetan ordenatutako m•n zenbaki errealien multzoak dira, eta A edo (aij) adierazten dira:  a11 a12 ... a1n     a21 a22 ... a2 n  A=   ...     a am 2 ... amn   m1 
  • 3. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1.1. Matrize motak. Lerro matrizea edo errenkada matrizea: 1 x n ordena duena da. Zutabe matrizea: m x 1 ordena duena. Matrize karratua: n x n ordena duena. A = ( 1 2 2 − 3) 2    − 1  6 A=  3 4 − 1  0  7   − 12  4  5 0 A=  3   4 2 0    1 1 2 5  
  • 4. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1.1. Matrize motak. A-ren aurkako matrizea: A-ren elementu guztiak aldatuz ateratzen zaiguna, eta – A –ren bidez adierazten dugu. A-ren matrize iraulia: A-ko lerroak eta zutabeak elkar trukatuz ateratzen zaiguna, eta At –ren bidez adierazten dugu.  2 − 1  − 2 21  0  A= 0 4  −A= = t A       0 − 14  4    −  
  • 5. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1.1. Matrize motak. Matrize karratuetan: Diagonal nagusia; a11, a22,…, ann Diagonal sekundarioa; a1n, a2(n-1),…, an1  a11 a12 ... a1n     a21 a22 ... a2 n  A=   ...     a am 2 ... amn   m1 
  • 6. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1.1. Matrize motak. Matrize karratuetan: Goi-triangeluarra: diagonal nagusiaren azpian dauden elementu guztiak zero badira, aij=0, baldin i>j. Behe-triangeluarra: diagonal nagusiaren gainean dauden elementu guztiak zero badira, aij=0, baldin i<j. 1 2 2 Diagonala; diagonal nagusian ez dauden elementu guztiak zero badira, aij=0, i ≠ j.  1 0  0 A =  0  simetrikoak diren elementuak berdinak 1 1  A =  2  12 00 0  Simetrikoa; diagonal nagusiarekiko  0 0 3  A = 0 2 1 0  2 − 1 baldin badira; a = a ∀i,j 1 3  1  ij ji       A0=  2 2  1 3   0  −1 3 2  
  • 7. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 1.1. Matrize motak. Identitate matrizea: I matrize karratu bat da; bertan, diagonal nagusiko elementu guztiak 1 dira eta diagonalean ez dauden elementu guztiak 0. Matrize nulua: elementu guztiak 0 dituena. 1 0 I2x2 = 0 1  0 0  1 0 0     I 3x 3 A = 00 0   = 0 1     0 0   1 0 0 1  0 0 0  I =  0 1 0  0 4x4 0 0 1 0   0 0 0 1  
  • 8. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 2. MATRIZEEN ARTEKO ERAGIKETAK 2.1. Matrizeen batuketak.  Demagun A=(aij) eta B=(bij) matrizeak ditugula eta biek m x n dimentsioa dutela. Leku berean dauden elementuak batzean, m x n dimentisoko beste matrize bat lortuko dugu, A eta B-ren batura dena; A + B = (aij + bij )  1 − 1  3 2   4 1    0 2  +  − 4 2 =  − 4 4             1 − 1  3 2   − 2 − 3    0 2  −  − 4 2 =  4           0  
  • 9. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 2.2. Zenbaki erreal baten eta matrize baten arteko biderketa.  Demagun m x n ordeneko A=(aij) matrizea eta λ zenbaki erreala ditugula. Bien arteko biderketa egitean, m x n ordeneko beste matrize bat lortuko dugu, A-ko elementu guztiak bider λ eginez lortzen dena. λ ⋅ A = ( λ ⋅ aij )  1 8   4 32  4⋅  − 2 5  =  − 8 20        
  • 10. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 2.3. Matrizeen biderketa.  Bi matrize biderkatzeko ez da beharrezkoa ordena berekoak izatea; bai, ordea, lehenengoaren zutabe kopurua eta bigarrenaren lerro kopurua berdina izatea. Lortuko dugun matrizeak berriz, lehenengoaren lerro kopurua eta bigarrenaren zutabe kopuru berdina izango ditu. Aaxb • Bbxd = Caxd
  • 11. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1  Matrize hauek emanda A=(aij), mxn dimentsiotakoa, eta B=(bij), nxp dimentsiotakoa.  a11 a12 ... a1n   b11 b12 ... b1 p       a21 a22 ... a2 n   b21 b22 ... b2 p  A= B=   ...     ...       a ... amn  b ... bnp   m1 am 2   n1 bn 2   A-ren eta B-ren biderkadura m x p ordenako C=(cij) beste matrize bat izango da eta matrize horretan cij elementu bakoitza lortzeko, A-ko i lerroa eta B-ko k zutabeaz eskalarki bidertu beharko dugu. n cij = ∑ ij ⋅b jk a j=1
  • 12. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1  a11b11 + a12b21 + ... + a1nbn1 ... a11b1 p + a12b2 p + ... + a1nbnp    C = ... ... ...   a b + a b + ... + a b ... a b + a b + ... + a b   m1 11 m 2 21 mn n1 m1 1 p m2 2 p mn np 
  • 13. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H1 2.4. Matrizeen berreketa. Matrize karratuen multzoan, honela defini dezakegu matrizeen berreketa; A2 = A • A A3 = A 2 • A = A • A • A … An = An-1 • A = A • A • A •…(n aldiz) •A
  • 14. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H2 3. ALDERANTZIZKO MATRIZEA.  n ordenako A matrize karratu baten alderantzizko matrizea n ordenako beste matrize bati deitzen zaio, betiere, hau betetzen badu (eta A-1 –ren bidez adierazten dugu): A ⋅ A−1 = A−1 ⋅ A = I  Metodo zuzena;  2 − 1  x y  1 0  0 1 ⋅ z   =  0 1     t  
  • 15. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H3 4. EKUAZIO ETA SISTEMA MATRIZIALAK.  Ezezagun edo koefizientetzat matrizeak dituzten ekuazio edo sistemei ekuazio edo sistema matrizialak deitzen diegu.  λ • X = A itxurakoak; X = 1/λ • A Adibidea: 1 − 2  4 4   1 5  ⋅ 3 X =  1 − 4          A • X = B itxurakoak; ala X • A = B itxurakoak A-1 • A • X = A-1 • B X • A • A-1 = B • A-1 I • X = A-1 • B X•I = B • A-1 X = A-1 • B X = B • A-1 1 0  1 2   1 2  ⋅ X =  6 − 2        
  • 16. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H3  Ekuazio matrizialen sistema linealak ebazteko, ekuazio linealen sistemak ebazteko erabilitako prozesu berari jarraitu beharko diogu; Adibidea;  2 − 3 X + Y =  1    4    2X −Y = 1 0   2  2  
  • 17. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5. DETERMINANTEAK.  a1, a2, …, an n elementuren permutazioak n elementu horiek ordenatzeko dituzten moduei deitzen zaie.  Lehendabiziko n zenbaki arrunten permutazio nagusia edo naturala deitzen zaio zenbaki horiek euren ordena naturalean daudeneko permutazioari; α = (1,2,3,…,n).  p eta q edozein permutazioren elementuak permutazio nagusiaren alderantzizko ordenan daudenean, alderanzketa osatzen dutela esaten da. Beraz, edozein permutazio alderanzketa kopuru finitu baten konposizioa da.
  • 18. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 A n ordenako matrize karratu bat bada, A matrizearen determinantea adierazpide honetatik ondorioztatzen den zenbaki erreala da; A = det A = ∑ ( − 1) ai1 j1 ⋅ ai2 j2 ⋅ ... ⋅ ain jn t Horretan, α = (i1, i2, …, in) eta β = (j1, j2, …, jn) 1, 2, …, n-ren bi permutazio dira, eta t, berriz, α-tik β-ra igarotzeko balio digun alderanzketa kopurua da.
  • 19. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5.1. Bi ordenako determinanteen kalkulua a11 a12 = a11 ⋅ a22 − a12 ⋅ a21 a21 a22 Adibideak; 1 3 5 2 2 2 = = = 2 2 − 2 −1 3 4
  • 20. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5.2. Hiru ordenako determinanteen kalkulua a11 a12 a13 a21 a22 a23 = a11 ⋅ a22 ⋅ a33 + a21 ⋅ a32 ⋅ a13 + a31 ⋅ a12 ⋅ a23 a31 a32 a33 − a13 ⋅ a22 ⋅ a31 − a23 ⋅ a32 ⋅ a11 − a33 ⋅ a12 ⋅ a21 + zeinuko batugaiak - zeinuko batugaiak a11 a12 a13 a11 a12 a13 a21 a22 a23 a21 a22 a23 a31 a32 a33 a31 a32 a33
  • 21. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 Adibideak; 1 0 1 2 1 0 1 −1 1 2 −1 1 = −1 1 0 = 1 2 1 = 1 −3 2 1 4 2 0 4 −2
  • 22. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5.3. “n” ordenako determinanteen kalkulua 5.3.1. Determinante bat garatzea ilara bateko elementuen bidez  n ordenako A matrize bat emanda, aij elementuaren azpimatrize osagarria deitzen zaio A matrizean i lerroa eta j zutabea ezabatzean sortzen den n-1 ordenako matrizeari. Matrize hori αij adierazten da. 1 1 α11 =  3 2    1 4 α 32 =  2 1     2 1 α13 =   2 3   
  • 23. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 A n ordenako matrize karratu bat bada, aij elementuaren minore osagarria deitzen zaio aij elementuaren azpimatrize osagarriaren determinanteari; hau da, IαijI. α11 = −1 α 32 = −7 α13 = 4  n ordenako A matrize karratu bat emanda, aij elementuaren adjuntoa deitzen zaio adierazpen honek definitutako Aij zenbakiari; Aij = ( − 1) i+ j ⋅ α ij A-ko elementu bakoitzaren ordez bere adjuntua jartzen badugu, A- ren matrize adjuntu izeneko beste matrize bat izango dugu, eta Adj(A) –ren bidez adierazten dugu.  −1 − 2 4    Adj ( A) =  16 − 6 − 7  − 6 7 5   
  • 24. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4  A n ordenako matrize karratu bat bada, haren determinantea ilara (lerro zein zutabe) bateko elementu bakoitzaren eta horren adjunuaren biderkaduraren batura da.  a11 a12 ... a1n    a a22 ... a2 n  A =  21   ...     a an 2 ... ann   n1  det( A) = a11 ⋅ A11 + a12 ⋅ A12 + ... + a1n ⋅ A1n Adibidea: 1 1 −1 2 1 −1 2 1 −1 2 1 1 2 1 1 −1 2 1 2 2 = 0 ⋅ 1 2 2 − 2 ⋅ 2 2 2 + 1⋅ 2 1 2 − 0 ⋅ 2 1 2 = 0 2 1 0 0 1 −1 3 1 −1 3 0 −1 3 0 1 3 0 1 −1 = 0 − 2 ⋅ (−20) + 1 ⋅1 − 0 = − 40 + 1 = − 41
  • 25. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5.3. “n” ordenako determinanteen kalkulua 5.3.2. Determinante bat garatzea Pibotaren metodoaren bidez ► Bateko balioa duen determinantearen edozein aij elementu hartu behar da. Elementu horri pibota deitzen zaio. Hartutako determinanteak bateko balioko elementurik izango ez balu, aij = k ≠ 0 balioko edozein hartuko genuke. Kasu horretan, i lerroaren edo j zutabearen elementu guztiak zati k zenbakia egin genezake, eta haren ondorioz, a ij elementua bat bihurtuko litzateke. Eragiketa hori egitean, kontuan izan behar da determinantea kanpotik k zenbakiaz biderkatuta geratuko dela. ► Pibotaren lerroari eta zutabeari dagozkien elementuak ezabatu egiten dira.
  • 26. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 ► Determinantearen gainerako elementuen ordez hau jarriko dugu: elementu horien eta pibotaren i lerroan eta j zutabean elementuon lerro eta zutabeei dagozkien elementuen biderkaduraren kendura. ► Sortutako determinanteak hasierakoak baino ordena txikiagoa izango du, eta (-1)i+j zeinua. ► Prozesu hori behar adina aldiz egin daiteke, hiru ordenako matrizea lortu arte. 7 0 1 5 3− 4⋅7 1− 0 ⋅ 4 0 − 4⋅5 3 1 4 0 = ( − 1) 1+3 ⋅ 2 − 1⋅ 7 − 3 − 1⋅ 0 6 − 1⋅ 5 = 510 2 −3 1 6 4 − (−3) ⋅ 7 5 − (−3) ⋅ 0 2 − (−3) ⋅ 5 4 5 −3 2
  • 27. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 5.5. Determinanteen propietateak 1. Matrize baten determinantea haren irauliaren determinantearekin bat dator. A= A t 2. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe permutatuz gero, haren determinantea zeinuz aldatzen da. 5 4 −1 − 2 4 5 = −6 =6 =6 −1 − 2 5 4 − 2 −1 3. Matrize bateko lerro edo zutabe bat zenbaki batez biderkatuz gero, determinantea ere zenbaki horrekin biderkatuta geratuko da. 5 4 10 8 5 4 10 8 = −6 = −12 2⋅ = −1 − 2 −1 − 2 −1 − 2 −1 − 2
  • 28. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 4. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe berdinak badira, haren determinantea zero izango da. Bi lerro edo bi zutabe permutatzean determinantearen zeinua aldatzen dela esan dugu lehen, baina bi lerro edo zutabeak berdinak badira, hau beteko da; det (A) = - det (A) det (A) = 0 5. Matrize bateko lerro edo zutabe bateko elementu guztiak muluak badira, determinantearen balioa zero izango da. 6. Matrize bateko bi lerro edo bi zutabe proportzionalak badira, haren determinantea zero izango da. Lerro edo zutabe proportzionaletako bat p zenbaki egoki batez biderkatzen badugu, bi lerro edo zutabe berdin lortuko ditugu, eta, beraz: p · det(A) = 0 det(A) = 0
  • 29. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 7. Matrize triangeluar baten determinantea haren diagonal nagusiko elementuen arteko biderkaduraren berdina da. 8. Matrize bateko lerro edo zutabe bateko elementu guztiak bi batugaien batuketa gisa deskonposatzen badira, haren determinantea ere deskonposatzen da, modu honetan, bi determinanteren batuketa gisa: a11 + b a12 a13 a11 a12 a13 b a12 a13 a21 + c a22 a23 = a21 a22 a23 + c a22 a23 a31 + d a32 a33 a31 a32 a33 d a32 a33 9. Matrize bateko lerro edo zutabe bati beste baten konbinazio lineal bat batzen bazaie, ondorioztatzen den matrizearen determinantea hasierakoaren berdina izango da.
  • 30. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H4 6. ALDERANTZIZKO MATRIZEA KALKULATZEA.  Matrize karratu batek alderantzikoa badu, haren determinantea zeroaren desberdina da. Orduan, matrizea erregularra dela esaten da. Beste moduan esanda, matrize baten determinantea zero bada, matrize horrek ez du alderantzizkorik.  A matrize karratu erregular bat bada, haren alderantzizko matrizea honela kalkulatu daiteke; ⋅ Adj ( At ) 1 A−1 = A
  • 31. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H5 7. MATRIZE BATEN HEINA.  A matrize baten heina linealki independenteak diren A-ren lerro edo zutabeen gehienezko kopurua da.  1 3 − 1  1 3 −1   1 4 − 1       A =  1 3 2  rang ( A) = 2 B =  1 3 − 1  rang ( B) = 1 C =  1 1 2  rang (C ) = 3 2 6 1   2 6 − 2 2 6 1        7.1. Heinaren kalkulua; Gauss-en metodoa.  Adibide baten bidez aztertuko dugu;   1 1 2 23 −1 3 −1     A= A= 0 0 5 51 7  1 7    2 −1 5 − 9   2 − 1 5 − 9 
  • 32. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H5 7.2. Heinaren kalkulua; Determinanteen metodoa.  A matrize baten p orndenako minoreak deituko diegu p ordenako A azpimatrize karratuen determinanteei.  1 2 − 1 1 2 1 −1 2 −1 A= 1 0 1   = −2 =2 =2   1 0 1 1 0 1  A matrize baten heina, rang(A), nulua ez den matrize horren minorerik handienaren ordena da. Adibide baten bidez aztertuko dugu;  1 2 3 −1    A= 0 5 1 7   2 −1 5 − 9   
  • 33. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 8. EKUAZIO LINEALEN SISTEMAK. 8.1. Ekuazio linealak.  Ekuazio lineal bat, honako berdintza bat da; a1· x1+ a2· x2+ a3· x3+ … + an· xn = b Ekuazio horretan, a1, a2, a3, … , an eta b zenbaki errealak dira eta koefizienteak deitzen zaie, eta x1, x2, x3, … xn balio ezezaguneko zenbaki errealak dira, eta ezezagunak deitzen zaie. Ekuazio lineal baten emaitza, ekuazioa betetzen duen n-kote (α1, α2, α3,…, αn ) oro da. Ekuazioaren emaitza bakoitzari emaitza partikularra deitzen zaio, eta emaitza partikular guztien multzoari, berriz, ekuazioaren emaitza orokorra.
  • 34. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6  n ezezaguneko ekuazio lineal baten emaitza orokorra n – 1 parametroaren araberakoa da. n – 1 zenbakiari ekuazioaren indeterminazio maila deitzen zaio. 8.2. Ekuazio linealen sistemak.  n ezezaguneko m ekuazio linealen sistema bat honelako m berdintzaz osaturiko multzoa da; a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1  a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    ...........................................  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm    Ekuazio horretan, aij eta bi zenbaki erreal ezagunak dira; aij zenbakiak koefizienteak dira eta bi zenbakiak, sistemaren gai askeak.
  • 35. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6  Sistema bat ebaztea, haren emaitza guztiak aurkitzea da.  Ekuazio linealen sistema haien koefizienteek eta gai askeek mugatzen dute. Zenbaki horiek taula batean jarriz gero, sisteman duten posizio berberetan, multzo ordenatu bat lortuko dugu; multzo hori matrizea da eta sistemaren adierazgarri da. Koefizienteek osatutako matrizea sistemaren matrizea da, edo koefizienteen matrizea. Matrize horri gai askeak gehituz gero, matrize zabaldua lortzen da. Koefiziente matrizea Koefiziente matrizea Matrize zabaldua Matrize zabaldua a11 a12 ... a11n  a a12 ... an a11 a12 ... a11n b11  a a12 ... an b  11   11  a21 a22 ... a22nn a21 a22 ... a a21 a22 ... a22nn b22  a21 a22 ... a b  ...   ...   ... ... ... ...  ... ... ...  ... ... ... ... ...  ... ... ... ... a  a   am1 am 22 ... amn  m1 am ... amn   am1 am 22 ... amn bm  m1 am ... amn bm 
  • 36. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 8.3. Ekuazio linealen sistemen sailkapena.
  • 37. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 8.4. Sistema baliokideak.  Ekuazio linealen bi sistema baliokideak dira, baldin eta ezezagun berberak badituzte eta emaitza berberak badituzte. Emandako sistema baten baliokidea den sistema bat lortzeko, transformazio hauek egin daitezke;  Sistemako ekuazio bat nulua ez den zenbaki batez biderkatzea.  Ekuazioen ordena aldatzea.  Gainerako ekuazioen konbinazio lineala den ekuazio bat eranstea edo ezabatzea.  Sistemako ekuazio bat eta zero ez den zenbaki batez biderkatutako beste bat batzea.  Ekuazio bateko ezezaguna bakantzea eta hori gainerakoetan ordezkatzea.
  • 38. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 9. EKUAZIO LINEALEN SISTEMEN EBAZPENA. 9.1. Gauss-en metodoa.  Gauss-en metodoa (triangelaketa metodoa ere deitzen zaio) laburketa metodoan oinarritzen da. Demagun n ezezaguneko m ekuazio linealen sistema bat dugula; a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1  a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    ...........................................  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm    Gauss-en metodoa sistema hori baliokide eta mailakatu bihurtzean datza. Hau da, honelako batetan bihurtzean datza;
  • 39. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1  a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    ........................  amn xn = bm    Sistema mailakatu bat ebazteko, bateragarria baldin bada, sistemako azken ekuaziotik hasi behar dugu.  Adibideak; x − 2 y + 4 z = 1 3 x + y − 2 z = 4   4 x + y − z = −3 2x − z = 2  3x + y + 2 z = 4 x + 4z = 1  
  • 40. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 9.2. Cramer-en erregela.  n ekuazio linealeko eta n ezezaguneko sistema batek emaitza du, eta bakarra da, koefiziente matrizea A erregularra denean, hau da, │A │≠ 0 denean.  (x1, x2,…, xn) sistemaren emaitzako xi osagai bakoitza bi determinanteen arteko zatidurak emanda dago; orokorrean, demagun honako sistema dugula; a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1  a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    ...........................................  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm  
  • 41. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6  Orduan honela kalkulatu ditzakegu ezezagunak; b1 a12 ... a1n b2 a22 ... a2 n ... ... ... ...  Ekuazio eta ezezagun kopuru ∆1 bn a2 n ... ann x1 = ∆ = A berdina duten eta koefizienteen matrizea erregularra duten sistemei a11 b1 ... a1n Cramerren sistemak deitzen zaie, eta a21 b1 ... a2 n sistema mota horiei soilik aplika ... ... ... ... ∆1 an1 b1 ... ann daiteke Cramerren erregela, eta ez x2 = = ∆ A beste motetan. ..............................................  Adibidea; a11 a21 ... b1 x − 2 y + 4 z = 1 3 x + y − 2 z = 4 a21 a22 ... b2   ... ... ... ... 4 x + y − z = −3 2x − z = 2  xn = ∆1 ∆ = an1 a2 n A ... bn 3x + y + 2 z = 4 x + 4z = 1  
  • 42. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6 9.3. Alderantzizko matrizeen bidezko ebazpena.  Azkenik, honako sistema bat izanik, alderantzizko matrizeen bidez ere kalkulatu ditzakegu ezezagunen balioa; a11 x1 + a12 x2 + ... + a1n xn = b1  a21 x1 + a22 x2 + ... + a2 n xn = b2    ...........................................  am1 x1 + am 2 x2 + ... + amn xn = bm    Orduan;  a11 a12 ... a1n   x1   b1         a21 a22 ... a2 n   x2   b2   ... ... ... ...  ⋅  ...  =  ...        a am 2 ... amn   xn   bn   m1      A⋅ X = B X = A−1 ⋅ B
  • 43. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H6  Hau da, alderantzizko matrizeen bidez ere posible da ekuazio linealen sistemak ebaztea, horretarako A matrize erregularra izan behar duelarik.  Adibidez; x − 2 y + 4 z = 1 3 x + y − 2 z = 4   4 x + y − z = −3 2x − z = 2  3x + y + 2 z = 4 x + 4z = 1  
  • 44. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H7 10. EKUAZIO LINEALEN SISTEMEN EZTABAIDA. 10.1. Rouchéren teorema.  S ekuazio linealen sistema bat bateragarria izango da baldin, eta soilik baldin, A koefizienteen matrizearen heina A/B matrize zabalduaren heinaren berdina bada, hau da; S bateragarria da ⇔ heina(A) = heina(A/B)  Frogapena; ⇒S sistema bateragarria baldin bada, (s1, s2, …, sn) emaitza bat badago, gutxienez eta horrek hau betetzen du; Z1· s1+ Z2· s2, …, + Zn· sn = B; beraz, B gai askeen zutabea Z1, Z2, …, Zn koefizienteen matrizearen zutabeen konbinazio lineala da; hortaz, heina(Z1, Z2, …, Zn) = heina (Z1, Z2, …, Zn, B), hau da; heina(A) = heina(A/B)
  • 45. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H7  Frogapena; ⇐ Demagun heina(A) = heina(A/B) dela; beraz, heina(Z1, Z2, …, Zn) = heina (Z1, Z2, …, Zn, B). Horren ondorioz, Z1, Z2, …, Zn –ren konbinazio lineala da B. Beraz, n zenbaki erreal daude, s1, s2, …, sn, honako hau egiaztatzen dutenak; Z1· s1+ Z2· s2, …, + Zn· sn = B. Horren ondorioz, (s1, s2, …, sn) sistemaren emaitza bat da, eta S bateragarria da, frogatu nahi genuen moduan.  Beraz, Rouchéren teoremak sistema bat bateragarria izateko baldintza bat ematen du; hau da, koefizienteen matrizearen heinak eta matrize zabalduaren heinak erlazionatzen ditu.  Koefiziente matrizearen eta matrize zabalduaren heinak kontutan harturik, honela sailka ditzakegu n ezezaguneko eta m ekuazioko sistema linealak;
  • 46. UD3 MATRIZEAK DETERMINANTEAK ETA EKUAZIO LINEALAK H7