SlideShare a Scribd company logo
1 of 18
Download to read offline
เมทริกซ
รศ.ดร.กฤษณะ เนียมมณี
1. เมทริกซคืออะไร
บทนิยามที่ 1.1 เมทริกซ คือชุดของจํานวนที่อยูภายใตเครื่องหมาย ( ) หรือ [ ] เชน
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
210
321
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
210
321
การบอกตําแหนงของเมทริกซเราตกลงดังตอไปนี้
3หลักที่2หลักที่1หลักที่
2แถวที่
1แถวที่
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
210
321
เราจะกลาววา เมทริกซขางบนนี้มี 2 แถว 3 หลัก หรืออาจกลาววา เมทริกซขางบนเปนเมทริกซ ขนาด (มิติ) 2 × 3
และเรียกสมาชิกของเมทริกซ ดังตัวอยางตอไปนี้
สมาชิกแถวที่ 1 หลักที่ 2 คือ 2
สมาชิกแถวที่ 2 หลักที่ 3 คือ 2
สมาชิกแถวที่ 2 หลักที่ 1 คือ 0
เปนตน
ตัวอยางที่ 1.1 กําหนดให
A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
3101
2101
3101
เราจะไดวา เมทริกซ A มีขนาด 3 × 4 (3 แถว 4 หลัก) และสมาชิกแถวที่ 1 หลักที่ 3 ของ A ก็คือ – 1 เปนตน
ขอตกลง ในกรณีที่เมทริกซ A กําหนดโดย
A =
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
mn2m1m
n22221
n11211
a...aa
.
.
.
.
.
.
a...aa
a...aa
เราจะเขียนใหสั้นลงดังนี้
A = ( a i j )m × n
ซึ่งเมื่อเห็นสัญลักษณนี้เราก็จะทราบไดเลยวา A มีขนาด m × n และสมาชิกแถวที่ i หลักที่ j ของ A คือ a i j
เชนถา
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
410
321
เราจะไดวา a11 = 1 , a12 = 2 , a13 = 3 ,
a21 = 0 , a22 = 1 และ a23 = 4
2
2. การเทากัน , การบวก และการทรานสโพสของเมทริกซ
บทนิยามที่ 2.1 กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j )p × q
เราจะกลาววา A = B ก็ตอเมื่อ m = p และ n = q (มิติเทากัน) และ
a i j = b i j สําหรับทุกๆ i = 1 , 2 , … , m และ
j = 1 , 2 , … , n
ตัวอยางเชน
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 11
21
≠ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 011
021
เพราะวามิติไมเทากัน
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 11
21
≠ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 11
31
เพราะวาสมาชิกในแถวที่ 1 หลักที่ 2 ของเมทริกซทั้งสองไมเทากัน เปนตน
บทนิยามที่ 2.2 กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j ) m × n
เราจะไดวา A + B = (a i j + b i j ) m × n
ขอใหนักเรียนลองพิจารณาตัวอยางตอไปนี้
ตัวอยางที่ 2.1 กําหนดให
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 101
321
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 431
012
จงหา A + B
ขอสังเกต 1. เมทริกซสองเมทริกซจะบวกกันได ก็ตอเมื่อมีขนาดเทากัน
2. กําหนดให A , B และ C เปนเมทริกซที่มีขนาดเดียวกัน
เราจะได A + (B + C) = (A + B) + C
ตัวอยางที่ 2.2 กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
13
21
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
121
100
เราจะเห็นไดวา A ไมสามารถบวกกับ B ได เพราะวาเปนเมทริกซคนละขนาดกัน
ตัวอยางที่ 2.3 กําหนดให
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
210
yx1
+ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ +−
233
yxx21
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
443
312
จงหาคา x และ y
ตัวอยางที่ 2.4 กําหนดให
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
211
0yx3
+ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
011
2xy
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
222
221
จงหาคา x และ y
บทนิยามที่ 2.3 กําหนดใหA = (a i j ) m × n แลว
ทรานสโพส ของ A คือ n × m เมทริกซที่มีหลักที่ i เหมือนกับแถวที่ i ของเมทริกซ A เมื่อ
i = 1 , 2 , … , m เราใชสัญลักษณ At
แทนทรานสโพสของ A นั่นคือ
At
= (a j i ) n × m
3
ตัวอยางเชน ถา
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
654
321
เราไดวา
At
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
63
52
41
(เราจะเห็นไดวา หลักที่ 1 ของ A เหมือนกับแถวที่ 1 ของ At
หลักที่ 2 ของ A เหมือนกับแถวที่ 2 ของ At
หลักที่ 3 ของ A เหมือนกับแถวที่ 3 ของ At
)
ทฤษฎีบทที่ 2.1 สําหรับเมทริกซ A ใดๆ เราจะไดวา (At
)t
= A
3. การคูณเมทริกซดวยจํานวนจริงและการคูณเมทริกซดวยเมทริกซ
บทนิยามที่ 3.1 ถา A = [a i j ] และ c เปนจํานวนจริง แลว
cA = [ca i j ]
ตัวอยางเชน ถา
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
132
101
เราจะไดวา
–3A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−−
−−−−
)1(3)3(3)2(3
)1(3)0(3)1(3
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−−
−
396
303
และ 2A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
)1(2)3(2)2(2
)1(2)0(2)1(2
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
264
202
เปนตน
ตัวอยางที่ 3.1 กําหนดให
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
401
151
, B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 501
723
, C = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 042
831
จากสมการ 2A + D – 2B = C จงหาเมทริกซ D
ตัวอยางที่ 3.2 จงหาคา A จากสมการตอไปนี้
1. 3A + 5 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 02
12
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
98
47
2. A – ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
60
24
= 3 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 43
21
3.
t
60
24
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
– ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
01
10
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
31
22
+ A
บทนิยามที่ 3.2 การคูณเมทริกซดวยเมทริกซ
กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j ) n × r
ผลคูณ AB คือ
AB = (c i j ) m × r
โดยที่ c i j = a i 1 b 1 j + … + a i n b n j
4
ตัวอยางที่ 3.3 จงหา AB และ BA เมื่อ
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
201
101
และ B =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
− 01
12
11
ตัวอยางที่ 3.4 กําหนดให
A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
43
21
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 101
110
จงหา AB และ BA
ขอสังเกต
1. เมทริกซจะคูณกันได ก็ตอเมื่อ จํานวนหลักของตัวตั้งเทากับจํานวนแถวของตัวคูณเทานั้น
2. จากตัวอยางที่ 3.3 ทําใหทราบวา AB อาจไมเทากับ BA
นั่นคือ กฎการสลับที่การคูณเมทริกซไมจริงเสมอไป
ขอตกลง สําหรับจํานวนนับ n ใดๆ
An
= 43421
ครั้งn
A...AA ⋅⋅⋅
แบบฝกหัดที่ 1
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
21
03
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
5
7
มีคาเทากับเทาไร
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
100
021
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
107
021
3. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
17
26
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
17
21
5. ไมมีคําตอบที่ถูก
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
12
43
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 51
20
มีคาเทากับเทาไร
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−− 114
14
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
11
144
3. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
91
267
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
93
147
5. ไมมีขอถูก
3. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
01
53
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
13
24
จงหาคา A2
– 3B
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−
−
29
143
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
29
143
3. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−
−
29
43
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 26
92
5. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
29
43
5
4. ขอตอไปนี้ขอใดผิด
1. ถา ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
qp
12
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 01
yx
แลว x = 2, y = 1
2. ถา
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
+
z
1y
x
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
0
4
1
แลว x = 1 , y = 5
3. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−−
643
125
แลว – A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−−
−
643
125
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
200
1510
= 5 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
40
32
5. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ +
z3
2yx
, B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− y2
y2
, C = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
10
a1
ถา AB = C แลว
a จะมีคาเทากับคาในขอใดตอไปนี้
1.
36
29
2.
36
27
3.
36
19
4.
36
17
6. กําหนดเมทริกซ A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
b2
4a
ถา A2
– 4A – 5I = 0_ แลว a , b จะมีคาเทากับเทาใด
1. a = 1, b = – 3 หรือ a = – 3, b = 1
2. a = – 1, b = – 3 หรือ a = – 3, b = – 1
3. a = 1, b = 3 หรือ a = 3, b = 1
4. ขอ 1 , 2 และ 3 ไมมีขอใดถูก
7. ให a , b , c เปนจํานวนจริงที่สอดคลองกับระบบสมการ
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
100
110
121
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
c
b
a
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
3
2
6
แลว a + b + c มีคาเทากับขอใดตอไปนี้
1. 1 2. 3 3. 5 4. 7
8. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−− 47
73
และ B = [ x y]
เซตของจุด (x , y) ซึ่งสอดคลองสมการ BABt
= [12] เปนกราฟของขอใดตอไปนี้
1. วงรีซึ่งมีแกนเอกทับแกน X 2. วงรีซึ่งมีแกนเอกทับแกน Y
3. ไฮเพอรโบลาซึ่งมีแกนตามขวางทับแกน X 4. ไฮเพอรโบลาซึ่งมีแกนตามขวางทับแกน Y
9. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
32
43
, B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 31
21
, x = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
dc
ba
ถา AX + B = A แลว b + c มีคากับขอใดตอไปนี้
1. 7 2. 9 3. 10 4. 11
6
ประเภทของเมทริกซที่สําคัญ
1. เมทริกซศูนย คือเมทริกซที่มีสมาชิกทุกตัวเปนศูนย เขียนแกนดวย 0_ เชน
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
00
00
,
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
00
00
00
เปนตน
2. เมทริกซแถว คือเมทริกซที่มีเพียงแถวเดียว เชน
[ 1 3 5 ] , [ 2 0 – 1 2 ]
3. เมทริกซหลัก คือเมทริกซที่มีเพียงหลักเดียว เชน
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
2
1
0
,
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
−
−
4
3
2
1
เปนตน
4. เมทริกซจัตุรัส คือเมทริกซที่มีจํานวนแถวเทากันจํานวนหลัก เชน
33
312
103
120
×
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
,
22
23
41
×
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
นอกจากนี้เรายังแบงเมทริกซจัตุรัสออกไดอีกหลายประเภทคือ
4.1 เมทริกซทะแยงมุม คือเมทริกซจัตุรัสที่มีสมาชิกที่ไมอยูในแนวเสนทะแยงมุมหลัก
(แนวทะแยงจากมุมซายบนลงไปยังมุมขวาลาง) เปนศูนยหมด เชน
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
200
030
001
,
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
1000
0100
0010
0001
4.2 เมทริกซเอกลักษณ หรือ เมทริกซหนึ่งหนวย คือเมทริกซทะแยงมุมที่มีสมาชิกในแนวทะแยงมุมหลัก
เปนหนึ่งหมด เชน
[ 1 ] , ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
10
01
,
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
100
010
001
เปนตน
เราจะใชสัญลักษณ In แทนเมทริกซเอกลักษณขนาด n × n
4.3 เมทริกซไมเอกฐาน (nonsingular matrix) เราจะเรียกเมทริกซจัตุรัส A วาเปนเมทริกซไมเอกฐาน ก็ตอเมื่อเรา
สามารถหาเมทริกซจัตุรัส B ซึ่งทําให
AB = BA = I
เมื่อ I คือเมทริกซเอกลักษณขนาดเดียวกันกับเมทริกซ A
4.4 เมทริกซเอกฐาน (singular matrix) คือเมทริกซจัตุรัสซี่งไมใชเมทริกซไมเอกฐาน
7
4.5 เมทริกซสมมาตร (symmetry matrix) คือเมทริกซที่มีสมาชิกแถวที่ i หลักที่ j เหมือนกับสมาชิกแถวที่ j หลักที่ i
ตัวอยางเชน
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
381
820
101
ทฤษฎีบทที่ 3.1 กําหนดให A , B , C เปนเมทริกซขนาด n × m และ 0 เปนเมทริกซศูนยขนาด n × m เราจะไดวา
(3.1.1) A + B เปนเมทริกซขนาด n × m
(3.1.2) A + (B + C) = (A + B) + C
(3.1.3) A + 0 = A = 0 + A
(3.1.4) A + (– A) = 0 = (– A) + A
(3.1.5) A + B = B + A
จากทฤษฎีบทที่ 3.1 ขอ (3.1.1) – (3.1.4) ทําใหทราบวาเซตของเมทริกซขนาด n × m กับการบวกเมทริกซ เปนกรุป (group)
โดยมี 0 เปนเอกลักษณการบวก และเมื่อรวมกับคุณสมบัติ ขอ (3.1.5) แลว จะไดวา กรุปนี้เปนกรุปสลับที่ (abelian group)
ทฤษฎีบทที่ 3.2 กําหนดให A , B , C เปนเมทริกซขนาด n × n แลว
(3.2.1) A(BC) = (AB)C
(3.2.2) A(B + C) = AB + AC
(3.2.3) AIn = A = InA
(3.2.4) (AB)t
= Bt
At
และ (ABC)t
= Ct
Bt
At
จากทฤษฎีบทที่ 3.2 ขอ (3.2.1) – (3.2.3) ทําใหเราทราบวา เซตของเมทริกซไมเอกฐานขนาด n × n กับการคูณเมทริกซนั้น
เปนกรุปที่มี In เปนเอกลักษณการคูณ
แบบฝกหัดที่ 2
กําหนดให A , B และ C เปนเมทริกซขนาด 2 × 2 ขอความตอไปนี้ถูกหรือผิด
…………… 1) ถา AB = AC แลว B = C
…………… 2) ถา AB = AC และ A ≠ 0 แลว B = C
…………… 3) (A + B)2
= A2
+ 2AB + B2
…………… 4) ถา AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0
…………… 5) ถา AA = 0 แลว A = 0
…………… 6) ถา A ≠ 0 และ B ≠ 0 แลว AB ≠ 0
…………… 7) ถา A + B = A + C แลว B = C
…………… 8) ถา A ≠ 0 , B ≠ 0 แลวจะหาเมทริกซ X ซึ่ง AX = B ได
…………… 9) ถา AA ≠ 0 แลว A ≠ 0
…………… 10) ถา k เปนจํานวนจริงใดๆ (kA)t
= kAt
8
4. ดีเทอรมินันต (Determinant)
บทนิยามที่ 4.1 ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
2221
1211
aa
aa
เปนเมทริกซจัตุรัสขนาด 2 × 2 แลว
เรานิยาม ดีเทอรมินันตของ A คือ a11a22 – a21a12 และเราจะใชสัญลักษณ
det (A) , | A | หรือ
2221
1211
aa
aa
แทนดีเทอรมินันตของ A
ตัวอยางที่ 4.1 ให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡−
12
43
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
30
14
จงหา det(A) และ det(B)
วิธีทํา det (A) = (– 3) (1) – (4) (2) = – 11
det (B) = (4) (3) – (0) (– 1) = 12
บทนิยามที่ 4.2 กําหนดเมทริกซ A = ( a i j )n × n ซึ่ง n > 2 เราจะนิยาม
ไมเนอรของ a i j ดวยดีเทอรมินันตของเมทริกซที่ไดจากการตัดแถวที่ i และหลักที่ j ของเมทริกซ A ออก
เขียนแทนไมเนอรของ a i j ดวย M i j (A)
ตัวอยางที่ 4.2 กําหนดให
A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
321
110
213
จงหา M32(A) และ M12(A)
บทนิยามที่ 4.3 กําหนดให A = (a i j) โดยที่ n > 2 เรานิยามโคแฟคเตอรของ a i j คือ (– 1)i+j
M i j(A)
เราใชสัญลักษณ c i j(A) แทนโดยแฟคเตอรของ a i j นั่นคือ
c i j(A) = (– 1)i+j
M i j(A)
ตัวอยางที่ 4.3
ให a , b , c เปนจํานวนจริง และ A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
11c
11b
01a
ให C i j(A) คือโคแฟคเตอรของสมาชิกในตําแหนงแถวที่ i หลักที่ j ของ A
ถา C12(A) = 1 และ det (A) = – 5 แลว a เทากับคาในขอใดตอไปนี้
1. – 5 2. – 1 3. 2 4. 3
ตัวอยางที่ 4.4
กําหนดให A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−−
−
1yx
083
4yx
โดยที่โคแฟคเตอรของ a21 = – 6 , โคแฟคเตอรของ a23 = 4
แลวโคแฟคเตอรของ a32 มีคาเทากับขอใดตอไปนี้
1. – 14 2. – 13 3. 13 4. 14
9
บทนิยามที่ 4.4 กําหนด A = ( a i j ) โดยที่ n > 2
ดีเทอรมินันตของ A คือ
a11C11(A) + a12C12(A) + … + a1nC1n(A)
เขียนแทนดีเทอรมินันตของ A ดวย det(A) , | A | หรือ
nnn2n1
n22221
n11211
a...aa
...
a...aa
a...aa
ตัวอยางที่ 4.5 จงหาดีเทอรมินันตของเมทริกซ A ตอไปนี้
A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
121
083
421
ตัวอยางที่ 4.6 เซตของจํานวนจริง x ทั้งหมดที่ทําใหเมทริกซ
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
53x
012
x01 2
เปนเมทริกซเอกฐานคือขอใด
1.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧ −+
2
535
,
2
535
,1 2. {1, 5 + 3 3 , 5 – 3 3 }
3.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧ −+
4
53
,
4
53
,1 4. {1, 3 + 5 , 3 – 5 }
ตัวอยางที่ 4.7 กําหนดให
A =
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−−
−
1211
0831
4213
2511
จงหา det(A)
ทฤษฎีบทที่ 4.1 กําหนดให
A =
333231
232221
131211
aaa
aaa
aaa
det (A) = (a11a22a33 + a12a23a31 + a13a21a32)
– (a31a22a13 + a32a23a11 + a33a21a12)
ซึ่งมีวิธีจําดังนี้
a31a22a13 a32a23a11 a33a21a12 .......(*)
3231
2221
1211
333231
232221
131211
aa
aa
aa
aaa
aaa
aaa
a11a22a33 a12a23a31 a13a21a32 .......(**)
det(A) = ผลบวกในแถว (**) – ผลบวกในแถว (*) นั่นเอง
10
ตัวอยางที่ 4.8
ให R เปนเซตของจํานวนจริง และ f : R → R กําหนดโดย
f(x) = det
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡ −
−
x3log
x53log
1x
x
เซตคําตอบของสมการ f(x) = 0 เปนสับเซตของเซตในขอใดตอไปนี้
1. [0 , 1] 2. {0} ∪ (1 , ∞)
3. [– 1 , 0] 4. (– ∞ , – 1) ∪ {0}
ตัวอยางที่ 4.9
สําหรับจํานวนจริง x ใดๆ ให Ax เปนเมทริกซ กําหนดโดย
Ax =
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
xcosxcos2
xsin2xsin2
2
2
ถา S = { x | – 2π ≤ x ≤ 2π และ Ax เปนซิงกูลารเมทริกซ}
แลว S จะมีจํานวนสมาชิกกี่ตัว
ตัวอยางที่ 4.10 จงหาจํานวนเต็มบวก x ทั้งหมดที่ทําให เมทริกซ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
x1
xx
มีคาดีเทอรมินันตไมเกิน 30
ทฤษฎีบทที่ 4.2 ทฤษฎีบทเกี่ยวกับดีเทอรมินันตที่ควรทราบ มีดังนี้
ถา A = [ a i j ] โดยที่ a i j ∈ R และ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 2 แลว
(สําหรับขอ 4.2.3 – 4.2.7 ใชไดในกรณีที่ n = 2 ดวย)
(4.2.1) det (A) = a i 1 C i 1 (A) + a i 2 C i 2 (A) + … + a i n C i n (A)
(4.2.2) det (A) = a 1 j C 1 j (A) + a 2 j C 2 j(A) + … + a n j C n j (A)
(4.2.3) ถา A มีสมาชิกในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) เปนศูนยทุกตัวแลว det (A) = 0
(4.2.4) ถาสลับที่กันระหวางแถว สองแถวใดๆ (หรือหลัก สองหลักใดๆ) ของ A แลว ดีเทอรมินันตของ
เมทริกซใหมคือ – det (A)
(4.2.5) ถา A มีสมาชิกสองแถว (หรือสองหลักใด) เหมือนกันแลว det (A) = 0
(4.2.6) ถาคูณสมาชิกทุกตัวในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A ดวยคาคงตัว c แลว
ดีเทอรมินันตของเมทริกซใหม คือ c det (A)
(4.2.7) ถาเปลี่ยนแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A โดยใชคาคงตัวที่ไมใชศูนยคูณสมาชิก
ทุกตัวในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A แลวนําไปบวกกับสมาชิกในแถว (หรือหลัก)
ที่ตองการเปลี่ยนนั้นโดยบวกสมาชิกในลําดับเดียวกันเขาดวยกัน แลวใชผลบวกแทนที่สมาชิกเดิม
แลวดีเทอรมินันตของเมทริกซใหมจะเทากับ det (A)
11
ทฤษฎีบทที่ 4.3 ถา A = ( a i j ) , B = ( b i j ) เมื่อ n ≥ 2 แลว
(4.3.1) det (A) = det (At
)
(4.3.2) det (AB) = det(A) det (B) ดังนั้น det (An
) = (det A)n
(4.3.3) det (cA) = cn
det (A)
(4.3.4) det (In) = 1
แบบฝกหัด
1. กําหนดให A และ B เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ ขอใดตอไปนี้ถูก
1. ถา det (A) = det (B) แลว A = B 2. det (A2
) = 2 det (A)
3. det ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
2
A
=
2
1
det(A) 4. det(AB) = det(B) det(A)
2. ให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−12
31
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− 21
y4
ถา det (AB + B) = 84 แลว y มีคาเทากับเทาใด
3. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
13
31
แลว det(–2A3
At
(A + At
) ) เทากับขอใดตอไปนี้
1. 768 2. – 768 3. 384 4. – 384
4. ให A เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 4 × 4 และ Mij(A) คือไมเนอรของ aij
ถา M23(A) = 5 แลว M32(2At
) เทากับขอใดตอไปนี้
1. 10 2. 20 3. 40 4. 80
5. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
x3cosx2cos
x3sinx2sin
โดยที่ x ∈ [–
2
π
,
2
π
]
จงหาคา x ที่ทําให
det (A2
) + det (– A) + det (2I) = 6
6. ถา A = [ ] nnija
×
เมื่อ aij เปนจํานวนจริง และ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 1 แลว
ขอความตอไปนี้ ขอใดผิด
1. det(AAt
) = det(A2
)
2. det(kA)2
= k2n
det(A2
) เมื่อ k เปนจํานวนจริง
3. det(A2
+ A) = [det(A) + 1]det(A)
4. [det(A)] I = A(adjA) = (adj A)A
5. การหาอินเวอรสการคูณของเมทริกซ
ทฤษฎีบทที่ 5.1 ถา A = (a i j ) เมื่อ n > 1 แลว
A เปนเมทริกซเอกฐาน (ไมมีอินเวอรสการคูณ) ก็ตอเมื่อ det (A) = 0
A เปนเมทริกซซึ่งไมเอกฐาน (มีอินเวอรสการคูณ) ก็ตอเมื่อ det (A) ≠ 0
12
บทนิยามที่ 5.1 ถา A = ( a i j ) เมื่อ n > 1 แลว
เมทริกซผูกพัน (adjoint matrix) ของ A คือทรานสโพสของเมตริกซ ( C i j (A) )
เราจะใชสัญลักษณ adj A แทนเมทริกซผูกพันของ A ดังนั้น
adj A = ( C i j (A) )t
เมื่อ C i j (A) คือ โคแฟคเตอรของ a i j
(ดูตัวอยางการหา adj A ไดจากตัวอยางที่ 5.2)
ทฤษฎีบทที่ 5.2 ถา A = ( a i j ) เมื่อ n > 1 แลว
A–1
=
)Adet(
1
adj A
เมื่อ det (A) ≠ 0 และ A–1
คืออินเวอรสการคูณของ A
ขอสังเกต เมทริกซจัตุรัส A ที่จะมีอินเวอรสการคูณไดนั้นจําเปนที่คาดีเทอรมินันตตองไมเทากับศูนย
ทฤษฎีบทที่ 5.3 ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
dc
ba
และ det (A) ≠ 0
A–1
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
− ac
bd
bcad
1
ตัวอยางที่ 5.1 กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
43
21
จงหา A–1
ตัวอยางที่ 5.2 กําหนดให A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
210
210
321
จงหา A–1
(ถามี)
แบบฝกหัด
1. ให M =
⎭
⎬
⎫
≠≠⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
0b,0a
b,a
0b
a0
และ
ริงเปนจํานวนจ
สําหรับเมทริกซ A , B ใดๆ ใน M ขอใดตอไปนี้เปนจริง
1. A–1
∈ M และ At
B ∈ M
2. A–1
∈ M และ At
B ∉ M
3. A–1
∉ M และ At
B ∈ M
4. A–1
∉ M และ At
B ∉ M
2. กําหนดให A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
012
010
321
และ x =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
r
q
p
ถา A2
(adj A) X =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
0
6
1
แลว P มีคาเทากับเทาไร
13
3. กําหนดให A =
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−−
−
13
31
2
1
ถา B เปนเมทริกซ 2 × 2 ที่สอดคลองสมการ
BA–1
= At
แลว B คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
01
10
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
01
10
3. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
10
01
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
11
11
4. ให A เปนเมทริกซ และ I เปนเมทริกซเอกลักษณ มิติ 3 × 3
ถา B =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
012
103
121
และ C =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
120
213
320
สอดคลองกับสมการ
AB – AC –
2
1
I = 0 แลว A–1
คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้
1.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−−−
−
112
110
201
2.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−−−
−
224
220
402
3.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−−
112
110
201
4.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−−
224
220
402
5. ให A , B เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 3 × 3 และ I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 3 × 3
ถา AB = BA = I และ A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
101
312
111
แลว เมทริกซผูกพันของ B(adj B) เทากับเทาใดตอไปนี้
1.
3
1
A 2. – 3A 3.
3
1
At
4. – 3At
6. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
21
10
, B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
31
12
และ C = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
21
01
ถา X = (B + C)A แลว X–1
คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้
1. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −−
01
12
2. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−− 11
12
3. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
01
11
4. ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡−
01
11
7. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
51
32
แลว A–1
คือขอใดตอไปนี้
1.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
13
2
13
1
13
3
13
5
2.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
13
2
13
1
13
3
13
5
3.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−−
13
5
13
1
13
3
13
2
4.
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−−
−
13
5
13
1
13
3
13
2
ทฤษฎีบทที่ 5.4 กําหนดให A และ B เปนเมทริกซไมเอกฐานที่มีมิติเดียวกัน เราจะไดวา
(5.4.1) (AB)–1
= B–1
A–1
(5.4.2) (A–1
)–1
= A
(5.4.3) (At
)–1
= (A–1
)t
14
(5.4.4) (cA)–1
=
c
1
A–1
(5.4.5) det (A–1
) =
)Adet(
1
ตัวอยางที่ 5.4 กําหนดให A , B , C , I เปนเมทริกซมิติ 2 × 2
det (– A3
) = det (2 2 I) , det (C–1
) = 4 และ ABt
C = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
24
16
แลว det (B) มีคาเทากับเทาไร
ตัวอยางที่ 5.5 กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
θ−θ
θθ
cossin
sincos
และ B = A2
+ (A–1
)2
+ 2I จงหา (A–1
)2
B
แบบฝกหัด
1. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
23
41
B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
− y4
x2
และ C = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
71
51
ถา det (–
2
1
AB) = det (C–1
) แลวคาของ y + 2x เทากับขอใดตอไปนี้
1. –
5
1
2. –
2
1
3.
5
2
4.
10
1
2. ให det A = a ซึ่ง a > 0 และ a2
– 2a – 3 = 0 คาของ det A–1
คือขอใดตอไปนี้
1.
3
1
2.
3
2
3. 1 4. 3
3. กําหนดให A และ B เปนแอนซิงกูลารเมทริกซขนาด 2 × 2 โดยที่ det(A–1
) = –
2
1
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −−
yx
21
เมื่อ x และ y เปนจํานวนจริง ถา AB + 3A = 2I แลว x + y เทากับในขอใดตอไปนี้
1. 2 2. – 2 3. 4 4. – 4
4. ให A และ B เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 4 × 4 และ I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 4 × 4 โดยที่ A(adj A) – BA = I
ถา det B = 0 แลว det A มีคาเทากับเทาใดตอไปนี้
1. – 1 2. 0 3. 1 4. 2
5. กําหนดให A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
011
112
121
และ I =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
100
010
001
ถา B เปนเมทริกซที่ทําให AB = BA = I แลวคาของ det(adj B–1
) เทากับขอใดตอไปนี้
1. 1 2. 16 3. 25 4. 36
6. ขอใดตอไปนี้ผิด
1. กําหนดเมทริกซ A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
11
01
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
ab
0a
a , b เปนจํานวนจริง จะไดวา AB = BA
2. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
3k1
22k
เปนนอนซิงกูลารเมทริกซแลว k ≠ 1 และ k ≠ 4
3. ถา A เปน 2 × 2 เมทริกซและ k เปนจํานวนจริงใดๆ ซึ่ง k ≠ 1 และ det(kA)t
= k det(A)
4. ถา A และ B เปนเมทริกซ 2 × 2 ที่หา A–1
และ B–1
ไดแลว det ( )1
)AB( −
= det ( )1
B−
det ( )1
A−
15
7. ถา A , B และ C เปนเมทริกซมิติ 2 × 2 แลว ขอใดตอไปนี้เปนจริง
1. (AB)–1
= A–1
B–1
2. ถา AB = AC แลว B = C
3. ถา AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0 4. det (AB) = det(A) det(B)
8. กําหนดให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
c1
1c
และ det ( ) ( )322
c1A2 −+ det ( )t1
A−
= 45
จงหาวาจํานวนจริง C ทั้งหมด ซึ่งสอดคลองกับสมการขางตนอยูในเซตใดตอไปนี้
1. {– 3, – 2, 5 } 2. {2, 3, – 5 }
3. {– 2 , 2, 3} 4. { 2 , – 2, 2}
9. ขอใดตอไปนี้ถูก
1. ถา A, B และ C เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ แลว AB + AC = (B + C)A
2. ถา A , B เปนเมทริกซใดๆ และ AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0
3. เอกลักษณการคูณของ 2 × 2 เมทริกซ คือ ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
11
11
4. ถา A , B , C เปน 2 × 2 เมทริกซ ซึ่ง det(A) < 0 และ AB = AC แลว B = C
6. การหาคําตอบของระบบสมการเชิงเสน
ทฤษฎีบทที่ 6.1 (กฎของคราเมอร)
จากระบบสมการ เขียนสมการเมทริกซไดดังนี้
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⋅
nn2n1n
n22221
n11211
a...aa
.
.
a...aa
a...aa
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
n
2
1
x
.
.
.
x
x
=
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
n
2
1
b
.
.
.
b
b
ซึ่งอยูในรูป AX = B
ถา A เปนเมทริกซมิติ n × n โดยที่ det (A) ≠ 0 แลวระบบสมการที่เขียนในรูปสมการเมทริกซ
AX = B เมื่อตัวไมทราบคาคือ x1, x2, …, xn และ b1, b2, …, bn เปนคาคงตัว
โดยที่ X =
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
n
2
1
x
.
.
.
x
x
, B =
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
n
2
1
b
.
.
.
b
b
มีคําตอบคือ x1 =
)Adet(
)Adet( 1
, x2 =
)Adet(
)Adet( 2
, …, xn =
)Adet(
)Adet( n
เมื่อ Ai คือเมทริกซที่ไดจากการแทนหลักที่ i ของ A ดวยหลักของ B
ตัวอยาง กําหนดระบบสมการเชิงเสน
2x + 4y + z = 1
x + 2y = – 2
– x – 3y + 2z = 3
16
คาของ x ที่เปนคําตอบของระบบสมการนี้เทากับขอใดตอไปนี้
1. 20 2. 9 3. – 9 4. – 20
การดําเนินการตามแถว (row operation)
การเขียนวิธีดําเนินการตามแถวกํากับไวหลังเมทริกซใหมที่ไดในตัวอยางตอไป มีขอตกลงเบื้องตนดังนี้
1. เขียน Rij แทน การสลับที่ระหวางแถวที่ i กับแถวที่ j
2. เขียน cRi แทน การคูณสมาชิกทุกตัวในแถวที่ i ดวยคาคงตัว c โดยที่ c ≠ 0
3. เขียน Ri + cRj แทน การบวกแถวที่ i ดวย c เทาของแถวที่ j
ตัวอยาง
กําหนดให A =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
− c01
b32
a21
, x =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
z
y
x
, B =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
0
1
1
โดยที่ a, b, c เปนจํานวนจริง
ถา AX = B และ A ∼
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−−
201
110
321
R2 – 2R1 แลว x มีคาเทากับเทาใดตอไปนี้
1. – 1 2. –
3
2
3.
4
3
4. 2
แบบฝกหัดระคน
1. กําหนดให A , B และ C เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ ถานิยาม A*B =
2
1
(AB + BA) แลวขอสรุปใดตอไปนี้ไมจริง
1. A*A = A2
2. A*B = B*A
3. (A*B)*C = A*(B*C) 4. A*(B+C) = (A*B) + (A*C)
2. กําหนดให I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 2 × 2 ขอความใดตอไปนี้ไมจริง
1. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
θθ−
θθ
cossin
sincos
แลว A–1
= At
2. ถา A =
2
1
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−−
−
13
31
แลว A–1
= A2
3. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
32
21
แลว A–1
= A – 4I
4. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
20
11
แลว A–1
= 3I – A
3. ขอใดถูก
1. ถาเมทริกซ U = [ 1 – 1 – 4 ] , X = [ 0 1 2 ]
V =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
1
0
5
และ Y =
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
2
1
1
แลวเมทริกซ 3UV – 2XY = [ 3 ]
2. ถา ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
aa
12
2 เปนซิงกูลารเมทริกซแลว a = 2
3. ถา A และ B เปนเมทริกซจัตุรัสที่มีมิติเดียวกัน และ det(AB) = 0 แลว det(A) = 0 หรือ det (B) =
0
17
4. ถา A เปนนอนซิงกูลารเมทริกซมิติ 2 × 2 แลว det ( (2A)–1
) = det (2A–1
)
4. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −
02
1a
และ B เปนเมทริกซ ซึ่ง BA = A–1
และ 2B – 2A–1
+ I = 0 แลว เมทริกซ B คือ
1.
2
1
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −−
02
11
2.
2
1
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −−
12
11
3.
2
1
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡ −−
11
21
4.
2
1
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
11
21
5. พิจารณาขอความตอไปนี้
ก. ถา A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
dc
b1
เมื่อ b , c และ d เปนจํานวนจริง โดยที่ A ≠ I และ A2
= I
แลว d = – 1 และ bc = 0
ข. ถา A , B เปนเมทริกซใดๆ ขนาด 2 × 2 และ c เปนสเกลารใดๆ det((cA) (cB)) = c2
(det A) (det
B)
ค. ถา A , B และ C เปนเมทริกซใดๆ และ A2
B + A2
C = 0 แลว A = 0 หรือ B = – C
ง. ถา At
= A2
แลว det A = – 1
ขอใดตอไปนี้ถูก
1. ขอ ก, ข, ค, ง ผิดหมดทุกขอ 2. มีผิด 3 ขอเทานั้น
3. มีผิด 2 ขอเทานั้น 4. มีผิด 1 ขอเทานั้น
6. ให A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
θθ−
θθ
cossin
sincos
คา θ > 0 ที่เล็กที่สุดทําให A16
= I และ A16
= – I คือ θ = θ1
และ θ = θ2 ตามลําดับ
แลวคา (θ1 , θ2) จะเทากับ
1. (
16
π
, 0) 3. (0 ,
16
π
)
3. (
16
π
,
16
π
) 4. ขอ 1, 2 และ 3 ไมมีขอใดถูก
7. ถา A และ B เปนเซตของเมทริกซ กําหนดโดย
A =
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
ต็มบวกเปนจํานวนเn
10
11
n
B =
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−
ต็มบวกเปนจํานวนเn
10
11
n
แลวขอใดตอไปนี้เปนจริง
1. A เปนเซตจํากัด และ B เปนเซตจํากัด 2. A เปนเซตจํากัด และ B เปนเซตอนันต
3. A เปนเซตอนันต และ B เปนเซตจํากัด 4. A เปนเซตอนันต และ B เปนเซตอนันต
8. ให a และ b เปนจํานวนจริงใดๆ ที่ไมเปนศูนยพรอมกัน
กําหนดเมทริกซ A = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
b
a
และ B = ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
θθ−
θθ
2cos2sin
2sin2cos
คาของมุม θ ในชวง [0 ,
2
π
] ที่จะทําใหเมทริกซผลคูณ At
BA เปนเมทริกซศูนย คือคาในขอใด
18
1.
6
π
2.
3
π
3.
4
π
4.
2
π
9. ให A และ B เปนเมทริกซมิติ 2 × 2 จงพิจารณาขอความตอไปนี้
ก. ถา A = – At
แลวสมาชิกในแนวทะแยงมุมจากบนซายถึงลางขวาของ A เปน 0 ทั้งหมด
ข. ถา A2
= B และ B เปนนอนซิงกูลารเมทริกซ แลว A เปนนอนซิงกูลาร
ขอใดตอไปนี้ถูก
1. ก. ถูก ข. ถูก 2. ก. ถูก ข. ผิด
3. ก. ผิด ข. ถูก 4. ก. ผิด ข. ผิด

More Related Content

What's hot (20)

Pat1 58-03+key
Pat1 58-03+keyPat1 58-03+key
Pat1 58-03+key
 
Vector
VectorVector
Vector
 
ระบบสมการเชิงเส้น
ระบบสมการเชิงเส้นระบบสมการเชิงเส้น
ระบบสมการเชิงเส้น
 
Set(เซต)
Set(เซต)Set(เซต)
Set(เซต)
 
Pat1 55-03+key
Pat1 55-03+keyPat1 55-03+key
Pat1 55-03+key
 
Pat1 55-10+key
Pat1 55-10+keyPat1 55-10+key
Pat1 55-10+key
 
Analytic geometry1
Analytic geometry1Analytic geometry1
Analytic geometry1
 
Pat1 52-03+key
Pat1 52-03+keyPat1 52-03+key
Pat1 52-03+key
 
60 matrix-021060
60 matrix-02106060 matrix-021060
60 matrix-021060
 
60 vector 3 d-full
60 vector 3 d-full60 vector 3 d-full
60 vector 3 d-full
 
Preliminary number theory
Preliminary number theoryPreliminary number theory
Preliminary number theory
 
เมทริกซ์ระดับชั้นมัธยมปลาย(Matrix)
เมทริกซ์ระดับชั้นมัธยมปลาย(Matrix)เมทริกซ์ระดับชั้นมัธยมปลาย(Matrix)
เมทริกซ์ระดับชั้นมัธยมปลาย(Matrix)
 
Pat1 56-03+key
Pat1 56-03+keyPat1 56-03+key
Pat1 56-03+key
 
Complex number1
Complex number1Complex number1
Complex number1
 
Pat1 58-10+key
Pat1 58-10+keyPat1 58-10+key
Pat1 58-10+key
 
Pat1 57-03+key
Pat1 57-03+keyPat1 57-03+key
Pat1 57-03+key
 
Add m5-1-chapter3
Add m5-1-chapter3Add m5-1-chapter3
Add m5-1-chapter3
 
ระบบสมการเชิงเส้น
ระบบสมการเชิงเส้นระบบสมการเชิงเส้น
ระบบสมการเชิงเส้น
 
Matrix problem p
Matrix problem pMatrix problem p
Matrix problem p
 
60 real
60 real60 real
60 real
 

Similar to เมทริกซ์

Discrete-Chapter 03 Matrices
Discrete-Chapter 03 MatricesDiscrete-Chapter 03 Matrices
Discrete-Chapter 03 MatricesWongyos Keardsri
 
จำนวนจริง
จำนวนจริงจำนวนจริง
จำนวนจริงPiyanouch Suwong
 
สรุปสูตรคณิตศาสตร์
สรุปสูตรคณิตศาสตร์สรุปสูตรคณิตศาสตร์
สรุปสูตรคณิตศาสตร์wisita42
 
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1yinqpant
 
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53ข้อสอบ PAT 1 ปี 53
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53Jamescoolboy
 
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001Thidarat Termphon
 
สื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟสื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟKanchanid Kanmungmee
 
สรุปสูตร ม.1
สรุปสูตร ม.1สรุปสูตร ม.1
สรุปสูตร ม.1krutew Sudarat
 
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์PumPui Oranuch
 
ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)kroojaja
 

Similar to เมทริกซ์ (20)

Matrix1
Matrix1Matrix1
Matrix1
 
Realnumbers
RealnumbersRealnumbers
Realnumbers
 
Discrete-Chapter 03 Matrices
Discrete-Chapter 03 MatricesDiscrete-Chapter 03 Matrices
Discrete-Chapter 03 Matrices
 
จำนวนจริง
จำนวนจริงจำนวนจริง
จำนวนจริง
 
ข้อสอบ
ข้อสอบข้อสอบ
ข้อสอบ
 
สรุปสูตรคณิตศาสตร์
สรุปสูตรคณิตศาสตร์สรุปสูตรคณิตศาสตร์
สรุปสูตรคณิตศาสตร์
 
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
 
Pat1 53
Pat1 53Pat1 53
Pat1 53
 
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53ข้อสอบ PAT 1 ปี 53
ข้อสอบ PAT 1 ปี 53
 
Pat1 ปี 52
Pat1 ปี 52Pat1 ปี 52
Pat1 ปี 52
 
Pat15203
Pat15203Pat15203
Pat15203
 
4ชนิดของเซต
4ชนิดของเซต4ชนิดของเซต
4ชนิดของเซต
 
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย พค31001
 
4339
43394339
4339
 
เซต
เซตเซต
เซต
 
Pat1 53-03+key
Pat1 53-03+keyPat1 53-03+key
Pat1 53-03+key
 
สื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟสื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟ
 
สรุปสูตร ม.1
สรุปสูตร ม.1สรุปสูตร ม.1
สรุปสูตร ม.1
 
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
 
ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)ตัวกำหนด(Determinant)
ตัวกำหนด(Determinant)
 

เมทริกซ์

  • 1. เมทริกซ รศ.ดร.กฤษณะ เนียมมณี 1. เมทริกซคืออะไร บทนิยามที่ 1.1 เมทริกซ คือชุดของจํานวนที่อยูภายใตเครื่องหมาย ( ) หรือ [ ] เชน ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 210 321 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 210 321 การบอกตําแหนงของเมทริกซเราตกลงดังตอไปนี้ 3หลักที่2หลักที่1หลักที่ 2แถวที่ 1แถวที่ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 210 321 เราจะกลาววา เมทริกซขางบนนี้มี 2 แถว 3 หลัก หรืออาจกลาววา เมทริกซขางบนเปนเมทริกซ ขนาด (มิติ) 2 × 3 และเรียกสมาชิกของเมทริกซ ดังตัวอยางตอไปนี้ สมาชิกแถวที่ 1 หลักที่ 2 คือ 2 สมาชิกแถวที่ 2 หลักที่ 3 คือ 2 สมาชิกแถวที่ 2 หลักที่ 1 คือ 0 เปนตน ตัวอยางที่ 1.1 กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 3101 2101 3101 เราจะไดวา เมทริกซ A มีขนาด 3 × 4 (3 แถว 4 หลัก) และสมาชิกแถวที่ 1 หลักที่ 3 ของ A ก็คือ – 1 เปนตน ขอตกลง ในกรณีที่เมทริกซ A กําหนดโดย A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ mn2m1m n22221 n11211 a...aa . . . . . . a...aa a...aa เราจะเขียนใหสั้นลงดังนี้ A = ( a i j )m × n ซึ่งเมื่อเห็นสัญลักษณนี้เราก็จะทราบไดเลยวา A มีขนาด m × n และสมาชิกแถวที่ i หลักที่ j ของ A คือ a i j เชนถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 410 321 เราจะไดวา a11 = 1 , a12 = 2 , a13 = 3 , a21 = 0 , a22 = 1 และ a23 = 4
  • 2. 2 2. การเทากัน , การบวก และการทรานสโพสของเมทริกซ บทนิยามที่ 2.1 กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j )p × q เราจะกลาววา A = B ก็ตอเมื่อ m = p และ n = q (มิติเทากัน) และ a i j = b i j สําหรับทุกๆ i = 1 , 2 , … , m และ j = 1 , 2 , … , n ตัวอยางเชน ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 11 21 ≠ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 011 021 เพราะวามิติไมเทากัน ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 11 21 ≠ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 11 31 เพราะวาสมาชิกในแถวที่ 1 หลักที่ 2 ของเมทริกซทั้งสองไมเทากัน เปนตน บทนิยามที่ 2.2 กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j ) m × n เราจะไดวา A + B = (a i j + b i j ) m × n ขอใหนักเรียนลองพิจารณาตัวอยางตอไปนี้ ตัวอยางที่ 2.1 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 101 321 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 431 012 จงหา A + B ขอสังเกต 1. เมทริกซสองเมทริกซจะบวกกันได ก็ตอเมื่อมีขนาดเทากัน 2. กําหนดให A , B และ C เปนเมทริกซที่มีขนาดเดียวกัน เราจะได A + (B + C) = (A + B) + C ตัวอยางที่ 2.2 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 13 21 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 121 100 เราจะเห็นไดวา A ไมสามารถบวกกับ B ได เพราะวาเปนเมทริกซคนละขนาดกัน ตัวอยางที่ 2.3 กําหนดให ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 210 yx1 + ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ +− 233 yxx21 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 443 312 จงหาคา x และ y ตัวอยางที่ 2.4 กําหนดให ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 211 0yx3 + ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 011 2xy = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 222 221 จงหาคา x และ y บทนิยามที่ 2.3 กําหนดใหA = (a i j ) m × n แลว ทรานสโพส ของ A คือ n × m เมทริกซที่มีหลักที่ i เหมือนกับแถวที่ i ของเมทริกซ A เมื่อ i = 1 , 2 , … , m เราใชสัญลักษณ At แทนทรานสโพสของ A นั่นคือ At = (a j i ) n × m
  • 3. 3 ตัวอยางเชน ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 654 321 เราไดวา At = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 63 52 41 (เราจะเห็นไดวา หลักที่ 1 ของ A เหมือนกับแถวที่ 1 ของ At หลักที่ 2 ของ A เหมือนกับแถวที่ 2 ของ At หลักที่ 3 ของ A เหมือนกับแถวที่ 3 ของ At ) ทฤษฎีบทที่ 2.1 สําหรับเมทริกซ A ใดๆ เราจะไดวา (At )t = A 3. การคูณเมทริกซดวยจํานวนจริงและการคูณเมทริกซดวยเมทริกซ บทนิยามที่ 3.1 ถา A = [a i j ] และ c เปนจํานวนจริง แลว cA = [ca i j ] ตัวอยางเชน ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 132 101 เราจะไดวา –3A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −−− −−−− )1(3)3(3)2(3 )1(3)0(3)1(3 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −−− − 396 303 และ 2A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − )1(2)3(2)2(2 )1(2)0(2)1(2 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 264 202 เปนตน ตัวอยางที่ 3.1 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 401 151 , B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 501 723 , C = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 042 831 จากสมการ 2A + D – 2B = C จงหาเมทริกซ D ตัวอยางที่ 3.2 จงหาคา A จากสมการตอไปนี้ 1. 3A + 5 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 02 12 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 98 47 2. A – ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 60 24 = 3 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 43 21 3. t 60 24 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − – ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 01 10 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 31 22 + A บทนิยามที่ 3.2 การคูณเมทริกซดวยเมทริกซ กําหนดให A = (a i j ) m × n และ B = (b i j ) n × r ผลคูณ AB คือ AB = (c i j ) m × r โดยที่ c i j = a i 1 b 1 j + … + a i n b n j
  • 4. 4 ตัวอยางที่ 3.3 จงหา AB และ BA เมื่อ A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 201 101 และ B = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 01 12 11 ตัวอยางที่ 3.4 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 43 21 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 101 110 จงหา AB และ BA ขอสังเกต 1. เมทริกซจะคูณกันได ก็ตอเมื่อ จํานวนหลักของตัวตั้งเทากับจํานวนแถวของตัวคูณเทานั้น 2. จากตัวอยางที่ 3.3 ทําใหทราบวา AB อาจไมเทากับ BA นั่นคือ กฎการสลับที่การคูณเมทริกซไมจริงเสมอไป ขอตกลง สําหรับจํานวนนับ n ใดๆ An = 43421 ครั้งn A...AA ⋅⋅⋅ แบบฝกหัดที่ 1 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 21 03 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 5 7 มีคาเทากับเทาไร 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 100 021 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 107 021 3. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 17 26 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 17 21 5. ไมมีคําตอบที่ถูก 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 12 43 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 51 20 มีคาเทากับเทาไร 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 114 14 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 11 144 3. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 91 267 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 93 147 5. ไมมีขอถูก 3. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 01 53 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 13 24 จงหาคา A2 – 3B 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 29 143 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 29 143 3. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 29 43 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 26 92 5. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 29 43
  • 5. 5 4. ขอตอไปนี้ขอใดผิด 1. ถา ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ qp 12 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 01 yx แลว x = 2, y = 1 2. ถา ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + z 1y x = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 0 4 1 แลว x = 1 , y = 5 3. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − −− 643 125 แลว – A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 643 125 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 200 1510 = 5 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 40 32 5. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + z3 2yx , B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − y2 y2 , C = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 10 a1 ถา AB = C แลว a จะมีคาเทากับคาในขอใดตอไปนี้ 1. 36 29 2. 36 27 3. 36 19 4. 36 17 6. กําหนดเมทริกซ A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ b2 4a ถา A2 – 4A – 5I = 0_ แลว a , b จะมีคาเทากับเทาใด 1. a = 1, b = – 3 หรือ a = – 3, b = 1 2. a = – 1, b = – 3 หรือ a = – 3, b = – 1 3. a = 1, b = 3 หรือ a = 3, b = 1 4. ขอ 1 , 2 และ 3 ไมมีขอใดถูก 7. ให a , b , c เปนจํานวนจริงที่สอดคลองกับระบบสมการ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 100 110 121 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ c b a = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 3 2 6 แลว a + b + c มีคาเทากับขอใดตอไปนี้ 1. 1 2. 3 3. 5 4. 7 8. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 47 73 และ B = [ x y] เซตของจุด (x , y) ซึ่งสอดคลองสมการ BABt = [12] เปนกราฟของขอใดตอไปนี้ 1. วงรีซึ่งมีแกนเอกทับแกน X 2. วงรีซึ่งมีแกนเอกทับแกน Y 3. ไฮเพอรโบลาซึ่งมีแกนตามขวางทับแกน X 4. ไฮเพอรโบลาซึ่งมีแกนตามขวางทับแกน Y 9. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 32 43 , B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 31 21 , x = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ dc ba ถา AX + B = A แลว b + c มีคากับขอใดตอไปนี้ 1. 7 2. 9 3. 10 4. 11
  • 6. 6 ประเภทของเมทริกซที่สําคัญ 1. เมทริกซศูนย คือเมทริกซที่มีสมาชิกทุกตัวเปนศูนย เขียนแกนดวย 0_ เชน ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 00 00 , ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 00 00 00 เปนตน 2. เมทริกซแถว คือเมทริกซที่มีเพียงแถวเดียว เชน [ 1 3 5 ] , [ 2 0 – 1 2 ] 3. เมทริกซหลัก คือเมทริกซที่มีเพียงหลักเดียว เชน ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 2 1 0 , ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − − − 4 3 2 1 เปนตน 4. เมทริกซจัตุรัส คือเมทริกซที่มีจํานวนแถวเทากันจํานวนหลัก เชน 33 312 103 120 × ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − , 22 23 41 × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ นอกจากนี้เรายังแบงเมทริกซจัตุรัสออกไดอีกหลายประเภทคือ 4.1 เมทริกซทะแยงมุม คือเมทริกซจัตุรัสที่มีสมาชิกที่ไมอยูในแนวเสนทะแยงมุมหลัก (แนวทะแยงจากมุมซายบนลงไปยังมุมขวาลาง) เปนศูนยหมด เชน ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 200 030 001 , ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1000 0100 0010 0001 4.2 เมทริกซเอกลักษณ หรือ เมทริกซหนึ่งหนวย คือเมทริกซทะแยงมุมที่มีสมาชิกในแนวทะแยงมุมหลัก เปนหนึ่งหมด เชน [ 1 ] , ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 10 01 , ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 100 010 001 เปนตน เราจะใชสัญลักษณ In แทนเมทริกซเอกลักษณขนาด n × n 4.3 เมทริกซไมเอกฐาน (nonsingular matrix) เราจะเรียกเมทริกซจัตุรัส A วาเปนเมทริกซไมเอกฐาน ก็ตอเมื่อเรา สามารถหาเมทริกซจัตุรัส B ซึ่งทําให AB = BA = I เมื่อ I คือเมทริกซเอกลักษณขนาดเดียวกันกับเมทริกซ A 4.4 เมทริกซเอกฐาน (singular matrix) คือเมทริกซจัตุรัสซี่งไมใชเมทริกซไมเอกฐาน
  • 7. 7 4.5 เมทริกซสมมาตร (symmetry matrix) คือเมทริกซที่มีสมาชิกแถวที่ i หลักที่ j เหมือนกับสมาชิกแถวที่ j หลักที่ i ตัวอยางเชน ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 381 820 101 ทฤษฎีบทที่ 3.1 กําหนดให A , B , C เปนเมทริกซขนาด n × m และ 0 เปนเมทริกซศูนยขนาด n × m เราจะไดวา (3.1.1) A + B เปนเมทริกซขนาด n × m (3.1.2) A + (B + C) = (A + B) + C (3.1.3) A + 0 = A = 0 + A (3.1.4) A + (– A) = 0 = (– A) + A (3.1.5) A + B = B + A จากทฤษฎีบทที่ 3.1 ขอ (3.1.1) – (3.1.4) ทําใหทราบวาเซตของเมทริกซขนาด n × m กับการบวกเมทริกซ เปนกรุป (group) โดยมี 0 เปนเอกลักษณการบวก และเมื่อรวมกับคุณสมบัติ ขอ (3.1.5) แลว จะไดวา กรุปนี้เปนกรุปสลับที่ (abelian group) ทฤษฎีบทที่ 3.2 กําหนดให A , B , C เปนเมทริกซขนาด n × n แลว (3.2.1) A(BC) = (AB)C (3.2.2) A(B + C) = AB + AC (3.2.3) AIn = A = InA (3.2.4) (AB)t = Bt At และ (ABC)t = Ct Bt At จากทฤษฎีบทที่ 3.2 ขอ (3.2.1) – (3.2.3) ทําใหเราทราบวา เซตของเมทริกซไมเอกฐานขนาด n × n กับการคูณเมทริกซนั้น เปนกรุปที่มี In เปนเอกลักษณการคูณ แบบฝกหัดที่ 2 กําหนดให A , B และ C เปนเมทริกซขนาด 2 × 2 ขอความตอไปนี้ถูกหรือผิด …………… 1) ถา AB = AC แลว B = C …………… 2) ถา AB = AC และ A ≠ 0 แลว B = C …………… 3) (A + B)2 = A2 + 2AB + B2 …………… 4) ถา AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0 …………… 5) ถา AA = 0 แลว A = 0 …………… 6) ถา A ≠ 0 และ B ≠ 0 แลว AB ≠ 0 …………… 7) ถา A + B = A + C แลว B = C …………… 8) ถา A ≠ 0 , B ≠ 0 แลวจะหาเมทริกซ X ซึ่ง AX = B ได …………… 9) ถา AA ≠ 0 แลว A ≠ 0 …………… 10) ถา k เปนจํานวนจริงใดๆ (kA)t = kAt
  • 8. 8 4. ดีเทอรมินันต (Determinant) บทนิยามที่ 4.1 ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 2221 1211 aa aa เปนเมทริกซจัตุรัสขนาด 2 × 2 แลว เรานิยาม ดีเทอรมินันตของ A คือ a11a22 – a21a12 และเราจะใชสัญลักษณ det (A) , | A | หรือ 2221 1211 aa aa แทนดีเทอรมินันตของ A ตัวอยางที่ 4.1 ให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡− 12 43 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 30 14 จงหา det(A) และ det(B) วิธีทํา det (A) = (– 3) (1) – (4) (2) = – 11 det (B) = (4) (3) – (0) (– 1) = 12 บทนิยามที่ 4.2 กําหนดเมทริกซ A = ( a i j )n × n ซึ่ง n > 2 เราจะนิยาม ไมเนอรของ a i j ดวยดีเทอรมินันตของเมทริกซที่ไดจากการตัดแถวที่ i และหลักที่ j ของเมทริกซ A ออก เขียนแทนไมเนอรของ a i j ดวย M i j (A) ตัวอยางที่ 4.2 กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 321 110 213 จงหา M32(A) และ M12(A) บทนิยามที่ 4.3 กําหนดให A = (a i j) โดยที่ n > 2 เรานิยามโคแฟคเตอรของ a i j คือ (– 1)i+j M i j(A) เราใชสัญลักษณ c i j(A) แทนโดยแฟคเตอรของ a i j นั่นคือ c i j(A) = (– 1)i+j M i j(A) ตัวอยางที่ 4.3 ให a , b , c เปนจํานวนจริง และ A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 11c 11b 01a ให C i j(A) คือโคแฟคเตอรของสมาชิกในตําแหนงแถวที่ i หลักที่ j ของ A ถา C12(A) = 1 และ det (A) = – 5 แลว a เทากับคาในขอใดตอไปนี้ 1. – 5 2. – 1 3. 2 4. 3 ตัวอยางที่ 4.4 กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 1yx 083 4yx โดยที่โคแฟคเตอรของ a21 = – 6 , โคแฟคเตอรของ a23 = 4 แลวโคแฟคเตอรของ a32 มีคาเทากับขอใดตอไปนี้ 1. – 14 2. – 13 3. 13 4. 14
  • 9. 9 บทนิยามที่ 4.4 กําหนด A = ( a i j ) โดยที่ n > 2 ดีเทอรมินันตของ A คือ a11C11(A) + a12C12(A) + … + a1nC1n(A) เขียนแทนดีเทอรมินันตของ A ดวย det(A) , | A | หรือ nnn2n1 n22221 n11211 a...aa ... a...aa a...aa ตัวอยางที่ 4.5 จงหาดีเทอรมินันตของเมทริกซ A ตอไปนี้ A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 121 083 421 ตัวอยางที่ 4.6 เซตของจํานวนจริง x ทั้งหมดที่ทําใหเมทริกซ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 53x 012 x01 2 เปนเมทริกซเอกฐานคือขอใด 1. ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ −+ 2 535 , 2 535 ,1 2. {1, 5 + 3 3 , 5 – 3 3 } 3. ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ −+ 4 53 , 4 53 ,1 4. {1, 3 + 5 , 3 – 5 } ตัวอยางที่ 4.7 กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −− − 1211 0831 4213 2511 จงหา det(A) ทฤษฎีบทที่ 4.1 กําหนดให A = 333231 232221 131211 aaa aaa aaa det (A) = (a11a22a33 + a12a23a31 + a13a21a32) – (a31a22a13 + a32a23a11 + a33a21a12) ซึ่งมีวิธีจําดังนี้ a31a22a13 a32a23a11 a33a21a12 .......(*) 3231 2221 1211 333231 232221 131211 aa aa aa aaa aaa aaa a11a22a33 a12a23a31 a13a21a32 .......(**) det(A) = ผลบวกในแถว (**) – ผลบวกในแถว (*) นั่นเอง
  • 10. 10 ตัวอยางที่ 4.8 ให R เปนเซตของจํานวนจริง และ f : R → R กําหนดโดย f(x) = det ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − x3log x53log 1x x เซตคําตอบของสมการ f(x) = 0 เปนสับเซตของเซตในขอใดตอไปนี้ 1. [0 , 1] 2. {0} ∪ (1 , ∞) 3. [– 1 , 0] 4. (– ∞ , – 1) ∪ {0} ตัวอยางที่ 4.9 สําหรับจํานวนจริง x ใดๆ ให Ax เปนเมทริกซ กําหนดโดย Ax = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ xcosxcos2 xsin2xsin2 2 2 ถา S = { x | – 2π ≤ x ≤ 2π และ Ax เปนซิงกูลารเมทริกซ} แลว S จะมีจํานวนสมาชิกกี่ตัว ตัวอยางที่ 4.10 จงหาจํานวนเต็มบวก x ทั้งหมดที่ทําให เมทริกซ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ x1 xx มีคาดีเทอรมินันตไมเกิน 30 ทฤษฎีบทที่ 4.2 ทฤษฎีบทเกี่ยวกับดีเทอรมินันตที่ควรทราบ มีดังนี้ ถา A = [ a i j ] โดยที่ a i j ∈ R และ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 2 แลว (สําหรับขอ 4.2.3 – 4.2.7 ใชไดในกรณีที่ n = 2 ดวย) (4.2.1) det (A) = a i 1 C i 1 (A) + a i 2 C i 2 (A) + … + a i n C i n (A) (4.2.2) det (A) = a 1 j C 1 j (A) + a 2 j C 2 j(A) + … + a n j C n j (A) (4.2.3) ถา A มีสมาชิกในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) เปนศูนยทุกตัวแลว det (A) = 0 (4.2.4) ถาสลับที่กันระหวางแถว สองแถวใดๆ (หรือหลัก สองหลักใดๆ) ของ A แลว ดีเทอรมินันตของ เมทริกซใหมคือ – det (A) (4.2.5) ถา A มีสมาชิกสองแถว (หรือสองหลักใด) เหมือนกันแลว det (A) = 0 (4.2.6) ถาคูณสมาชิกทุกตัวในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A ดวยคาคงตัว c แลว ดีเทอรมินันตของเมทริกซใหม คือ c det (A) (4.2.7) ถาเปลี่ยนแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A โดยใชคาคงตัวที่ไมใชศูนยคูณสมาชิก ทุกตัวในแถวใดแถวหนึ่ง (หรือหลักใดหลักหนึ่ง) ของ A แลวนําไปบวกกับสมาชิกในแถว (หรือหลัก) ที่ตองการเปลี่ยนนั้นโดยบวกสมาชิกในลําดับเดียวกันเขาดวยกัน แลวใชผลบวกแทนที่สมาชิกเดิม แลวดีเทอรมินันตของเมทริกซใหมจะเทากับ det (A)
  • 11. 11 ทฤษฎีบทที่ 4.3 ถา A = ( a i j ) , B = ( b i j ) เมื่อ n ≥ 2 แลว (4.3.1) det (A) = det (At ) (4.3.2) det (AB) = det(A) det (B) ดังนั้น det (An ) = (det A)n (4.3.3) det (cA) = cn det (A) (4.3.4) det (In) = 1 แบบฝกหัด 1. กําหนดให A และ B เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ ขอใดตอไปนี้ถูก 1. ถา det (A) = det (B) แลว A = B 2. det (A2 ) = 2 det (A) 3. det ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 2 A = 2 1 det(A) 4. det(AB) = det(B) det(A) 2. ให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −12 31 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 21 y4 ถา det (AB + B) = 84 แลว y มีคาเทากับเทาใด 3. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 13 31 แลว det(–2A3 At (A + At ) ) เทากับขอใดตอไปนี้ 1. 768 2. – 768 3. 384 4. – 384 4. ให A เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 4 × 4 และ Mij(A) คือไมเนอรของ aij ถา M23(A) = 5 แลว M32(2At ) เทากับขอใดตอไปนี้ 1. 10 2. 20 3. 40 4. 80 5. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ x3cosx2cos x3sinx2sin โดยที่ x ∈ [– 2 π , 2 π ] จงหาคา x ที่ทําให det (A2 ) + det (– A) + det (2I) = 6 6. ถา A = [ ] nnija × เมื่อ aij เปนจํานวนจริง และ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 1 แลว ขอความตอไปนี้ ขอใดผิด 1. det(AAt ) = det(A2 ) 2. det(kA)2 = k2n det(A2 ) เมื่อ k เปนจํานวนจริง 3. det(A2 + A) = [det(A) + 1]det(A) 4. [det(A)] I = A(adjA) = (adj A)A 5. การหาอินเวอรสการคูณของเมทริกซ ทฤษฎีบทที่ 5.1 ถา A = (a i j ) เมื่อ n > 1 แลว A เปนเมทริกซเอกฐาน (ไมมีอินเวอรสการคูณ) ก็ตอเมื่อ det (A) = 0 A เปนเมทริกซซึ่งไมเอกฐาน (มีอินเวอรสการคูณ) ก็ตอเมื่อ det (A) ≠ 0
  • 12. 12 บทนิยามที่ 5.1 ถา A = ( a i j ) เมื่อ n > 1 แลว เมทริกซผูกพัน (adjoint matrix) ของ A คือทรานสโพสของเมตริกซ ( C i j (A) ) เราจะใชสัญลักษณ adj A แทนเมทริกซผูกพันของ A ดังนั้น adj A = ( C i j (A) )t เมื่อ C i j (A) คือ โคแฟคเตอรของ a i j (ดูตัวอยางการหา adj A ไดจากตัวอยางที่ 5.2) ทฤษฎีบทที่ 5.2 ถา A = ( a i j ) เมื่อ n > 1 แลว A–1 = )Adet( 1 adj A เมื่อ det (A) ≠ 0 และ A–1 คืออินเวอรสการคูณของ A ขอสังเกต เมทริกซจัตุรัส A ที่จะมีอินเวอรสการคูณไดนั้นจําเปนที่คาดีเทอรมินันตตองไมเทากับศูนย ทฤษฎีบทที่ 5.3 ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ dc ba และ det (A) ≠ 0 A–1 = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − − ac bd bcad 1 ตัวอยางที่ 5.1 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 43 21 จงหา A–1 ตัวอยางที่ 5.2 กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 210 210 321 จงหา A–1 (ถามี) แบบฝกหัด 1. ให M = ⎭ ⎬ ⎫ ≠≠⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 0b,0a b,a 0b a0 และ ริงเปนจํานวนจ สําหรับเมทริกซ A , B ใดๆ ใน M ขอใดตอไปนี้เปนจริง 1. A–1 ∈ M และ At B ∈ M 2. A–1 ∈ M และ At B ∉ M 3. A–1 ∉ M และ At B ∈ M 4. A–1 ∉ M และ At B ∉ M 2. กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 012 010 321 และ x = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ r q p ถา A2 (adj A) X = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 0 6 1 แลว P มีคาเทากับเทาไร
  • 13. 13 3. กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 13 31 2 1 ถา B เปนเมทริกซ 2 × 2 ที่สอดคลองสมการ BA–1 = At แลว B คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้ 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 01 10 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 01 10 3. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 10 01 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 11 11 4. ให A เปนเมทริกซ และ I เปนเมทริกซเอกลักษณ มิติ 3 × 3 ถา B = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 012 103 121 และ C = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 120 213 320 สอดคลองกับสมการ AB – AC – 2 1 I = 0 แลว A–1 คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้ 1. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −−− − 112 110 201 2. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −−− − 224 220 402 3. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −− 112 110 201 4. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −− 224 220 402 5. ให A , B เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 3 × 3 และ I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 3 × 3 ถา AB = BA = I และ A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 101 312 111 แลว เมทริกซผูกพันของ B(adj B) เทากับเทาใดตอไปนี้ 1. 3 1 A 2. – 3A 3. 3 1 At 4. – 3At 6. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 21 10 , B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 31 12 และ C = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 21 01 ถา X = (B + C)A แลว X–1 คือเมทริกซในขอใดตอไปนี้ 1. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 01 12 2. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 11 12 3. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 01 11 4. ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡− 01 11 7. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 51 32 แลว A–1 คือขอใดตอไปนี้ 1. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 13 2 13 1 13 3 13 5 2. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 13 2 13 1 13 3 13 5 3. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −− 13 5 13 1 13 3 13 2 4. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 13 5 13 1 13 3 13 2 ทฤษฎีบทที่ 5.4 กําหนดให A และ B เปนเมทริกซไมเอกฐานที่มีมิติเดียวกัน เราจะไดวา (5.4.1) (AB)–1 = B–1 A–1 (5.4.2) (A–1 )–1 = A (5.4.3) (At )–1 = (A–1 )t
  • 14. 14 (5.4.4) (cA)–1 = c 1 A–1 (5.4.5) det (A–1 ) = )Adet( 1 ตัวอยางที่ 5.4 กําหนดให A , B , C , I เปนเมทริกซมิติ 2 × 2 det (– A3 ) = det (2 2 I) , det (C–1 ) = 4 และ ABt C = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 24 16 แลว det (B) มีคาเทากับเทาไร ตัวอยางที่ 5.5 กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θ−θ θθ cossin sincos และ B = A2 + (A–1 )2 + 2I จงหา (A–1 )2 B แบบฝกหัด 1. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 23 41 B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − y4 x2 และ C = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 71 51 ถา det (– 2 1 AB) = det (C–1 ) แลวคาของ y + 2x เทากับขอใดตอไปนี้ 1. – 5 1 2. – 2 1 3. 5 2 4. 10 1 2. ให det A = a ซึ่ง a > 0 และ a2 – 2a – 3 = 0 คาของ det A–1 คือขอใดตอไปนี้ 1. 3 1 2. 3 2 3. 1 4. 3 3. กําหนดให A และ B เปนแอนซิงกูลารเมทริกซขนาด 2 × 2 โดยที่ det(A–1 ) = – 2 1 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− yx 21 เมื่อ x และ y เปนจํานวนจริง ถา AB + 3A = 2I แลว x + y เทากับในขอใดตอไปนี้ 1. 2 2. – 2 3. 4 4. – 4 4. ให A และ B เปนเมทริกซจัตุรัสมิติ 4 × 4 และ I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 4 × 4 โดยที่ A(adj A) – BA = I ถา det B = 0 แลว det A มีคาเทากับเทาใดตอไปนี้ 1. – 1 2. 0 3. 1 4. 2 5. กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − − 011 112 121 และ I = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 100 010 001 ถา B เปนเมทริกซที่ทําให AB = BA = I แลวคาของ det(adj B–1 ) เทากับขอใดตอไปนี้ 1. 1 2. 16 3. 25 4. 36 6. ขอใดตอไปนี้ผิด 1. กําหนดเมทริกซ A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 11 01 และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ab 0a a , b เปนจํานวนจริง จะไดวา AB = BA 2. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 3k1 22k เปนนอนซิงกูลารเมทริกซแลว k ≠ 1 และ k ≠ 4 3. ถา A เปน 2 × 2 เมทริกซและ k เปนจํานวนจริงใดๆ ซึ่ง k ≠ 1 และ det(kA)t = k det(A) 4. ถา A และ B เปนเมทริกซ 2 × 2 ที่หา A–1 และ B–1 ไดแลว det ( )1 )AB( − = det ( )1 B− det ( )1 A−
  • 15. 15 7. ถา A , B และ C เปนเมทริกซมิติ 2 × 2 แลว ขอใดตอไปนี้เปนจริง 1. (AB)–1 = A–1 B–1 2. ถา AB = AC แลว B = C 3. ถา AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0 4. det (AB) = det(A) det(B) 8. กําหนดให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − c1 1c และ det ( ) ( )322 c1A2 −+ det ( )t1 A− = 45 จงหาวาจํานวนจริง C ทั้งหมด ซึ่งสอดคลองกับสมการขางตนอยูในเซตใดตอไปนี้ 1. {– 3, – 2, 5 } 2. {2, 3, – 5 } 3. {– 2 , 2, 3} 4. { 2 , – 2, 2} 9. ขอใดตอไปนี้ถูก 1. ถา A, B และ C เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ แลว AB + AC = (B + C)A 2. ถา A , B เปนเมทริกซใดๆ และ AB = 0 แลว A = 0 หรือ B = 0 3. เอกลักษณการคูณของ 2 × 2 เมทริกซ คือ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 11 11 4. ถา A , B , C เปน 2 × 2 เมทริกซ ซึ่ง det(A) < 0 และ AB = AC แลว B = C 6. การหาคําตอบของระบบสมการเชิงเสน ทฤษฎีบทที่ 6.1 (กฎของคราเมอร) จากระบบสมการ เขียนสมการเมทริกซไดดังนี้ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⋅ nn2n1n n22221 n11211 a...aa . . a...aa a...aa ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ n 2 1 x . . . x x = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ n 2 1 b . . . b b ซึ่งอยูในรูป AX = B ถา A เปนเมทริกซมิติ n × n โดยที่ det (A) ≠ 0 แลวระบบสมการที่เขียนในรูปสมการเมทริกซ AX = B เมื่อตัวไมทราบคาคือ x1, x2, …, xn และ b1, b2, …, bn เปนคาคงตัว โดยที่ X = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ n 2 1 x . . . x x , B = ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ n 2 1 b . . . b b มีคําตอบคือ x1 = )Adet( )Adet( 1 , x2 = )Adet( )Adet( 2 , …, xn = )Adet( )Adet( n เมื่อ Ai คือเมทริกซที่ไดจากการแทนหลักที่ i ของ A ดวยหลักของ B ตัวอยาง กําหนดระบบสมการเชิงเสน 2x + 4y + z = 1 x + 2y = – 2 – x – 3y + 2z = 3
  • 16. 16 คาของ x ที่เปนคําตอบของระบบสมการนี้เทากับขอใดตอไปนี้ 1. 20 2. 9 3. – 9 4. – 20 การดําเนินการตามแถว (row operation) การเขียนวิธีดําเนินการตามแถวกํากับไวหลังเมทริกซใหมที่ไดในตัวอยางตอไป มีขอตกลงเบื้องตนดังนี้ 1. เขียน Rij แทน การสลับที่ระหวางแถวที่ i กับแถวที่ j 2. เขียน cRi แทน การคูณสมาชิกทุกตัวในแถวที่ i ดวยคาคงตัว c โดยที่ c ≠ 0 3. เขียน Ri + cRj แทน การบวกแถวที่ i ดวย c เทาของแถวที่ j ตัวอยาง กําหนดให A = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − c01 b32 a21 , x = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ z y x , B = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 0 1 1 โดยที่ a, b, c เปนจํานวนจริง ถา AX = B และ A ∼ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −− 201 110 321 R2 – 2R1 แลว x มีคาเทากับเทาใดตอไปนี้ 1. – 1 2. – 3 2 3. 4 3 4. 2 แบบฝกหัดระคน 1. กําหนดให A , B และ C เปน 2 × 2 เมทริกซใดๆ ถานิยาม A*B = 2 1 (AB + BA) แลวขอสรุปใดตอไปนี้ไมจริง 1. A*A = A2 2. A*B = B*A 3. (A*B)*C = A*(B*C) 4. A*(B+C) = (A*B) + (A*C) 2. กําหนดให I เปนเมทริกซเอกลักษณมิติ 2 × 2 ขอความใดตอไปนี้ไมจริง 1. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θθ− θθ cossin sincos แลว A–1 = At 2. ถา A = 2 1 ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −− − 13 31 แลว A–1 = A2 3. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ 32 21 แลว A–1 = A – 4I 4. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 20 11 แลว A–1 = 3I – A 3. ขอใดถูก 1. ถาเมทริกซ U = [ 1 – 1 – 4 ] , X = [ 0 1 2 ] V = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 0 5 และ Y = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − 2 1 1 แลวเมทริกซ 3UV – 2XY = [ 3 ] 2. ถา ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ aa 12 2 เปนซิงกูลารเมทริกซแลว a = 2 3. ถา A และ B เปนเมทริกซจัตุรัสที่มีมิติเดียวกัน และ det(AB) = 0 แลว det(A) = 0 หรือ det (B) = 0
  • 17. 17 4. ถา A เปนนอนซิงกูลารเมทริกซมิติ 2 × 2 แลว det ( (2A)–1 ) = det (2A–1 ) 4. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − 02 1a และ B เปนเมทริกซ ซึ่ง BA = A–1 และ 2B – 2A–1 + I = 0 แลว เมทริกซ B คือ 1. 2 1 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 02 11 2. 2 1 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 12 11 3. 2 1 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −− 11 21 4. 2 1 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − 11 21 5. พิจารณาขอความตอไปนี้ ก. ถา A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ dc b1 เมื่อ b , c และ d เปนจํานวนจริง โดยที่ A ≠ I และ A2 = I แลว d = – 1 และ bc = 0 ข. ถา A , B เปนเมทริกซใดๆ ขนาด 2 × 2 และ c เปนสเกลารใดๆ det((cA) (cB)) = c2 (det A) (det B) ค. ถา A , B และ C เปนเมทริกซใดๆ และ A2 B + A2 C = 0 แลว A = 0 หรือ B = – C ง. ถา At = A2 แลว det A = – 1 ขอใดตอไปนี้ถูก 1. ขอ ก, ข, ค, ง ผิดหมดทุกขอ 2. มีผิด 3 ขอเทานั้น 3. มีผิด 2 ขอเทานั้น 4. มีผิด 1 ขอเทานั้น 6. ให A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θθ− θθ cossin sincos คา θ > 0 ที่เล็กที่สุดทําให A16 = I และ A16 = – I คือ θ = θ1 และ θ = θ2 ตามลําดับ แลวคา (θ1 , θ2) จะเทากับ 1. ( 16 π , 0) 3. (0 , 16 π ) 3. ( 16 π , 16 π ) 4. ขอ 1, 2 และ 3 ไมมีขอใดถูก 7. ถา A และ B เปนเซตของเมทริกซ กําหนดโดย A = ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎭ ⎬ ⎫ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ต็มบวกเปนจํานวนเn 10 11 n B = ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎭ ⎬ ⎫ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − ต็มบวกเปนจํานวนเn 10 11 n แลวขอใดตอไปนี้เปนจริง 1. A เปนเซตจํากัด และ B เปนเซตจํากัด 2. A เปนเซตจํากัด และ B เปนเซตอนันต 3. A เปนเซตอนันต และ B เปนเซตจํากัด 4. A เปนเซตอนันต และ B เปนเซตอนันต 8. ให a และ b เปนจํานวนจริงใดๆ ที่ไมเปนศูนยพรอมกัน กําหนดเมทริกซ A = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ b a และ B = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ θθ− θθ 2cos2sin 2sin2cos คาของมุม θ ในชวง [0 , 2 π ] ที่จะทําใหเมทริกซผลคูณ At BA เปนเมทริกซศูนย คือคาในขอใด
  • 18. 18 1. 6 π 2. 3 π 3. 4 π 4. 2 π 9. ให A และ B เปนเมทริกซมิติ 2 × 2 จงพิจารณาขอความตอไปนี้ ก. ถา A = – At แลวสมาชิกในแนวทะแยงมุมจากบนซายถึงลางขวาของ A เปน 0 ทั้งหมด ข. ถา A2 = B และ B เปนนอนซิงกูลารเมทริกซ แลว A เปนนอนซิงกูลาร ขอใดตอไปนี้ถูก 1. ก. ถูก ข. ถูก 2. ก. ถูก ข. ผิด 3. ก. ผิด ข. ถูก 4. ก. ผิด ข. ผิด