domingo, 17 de octubre de 2010

en que se aplican los temas vistos en clase

3.1 Definición de matriz, notación, orden.
3.2 Operaciones con matrices ( suma, resta, producto, producto de un escalar por una matriz).
3.3 Clasificación de las matrices triangular superior, triangular inferior, diagonal, escalar, identidad, potencia, periódica, nilpotente, idempotente, involutiva, transpuesta, simétrica, antisimétrica, compleja, conjugada, hermitiana, antihermítiana, ortogonal.
3.4 Cálculo de la inversa de una matriz.
3.5 Definición de determinante de una matriz.
3.6 Propiedades de los determinantes.
3.7 Inversa de una matriz cuadrada a través de la adjunta.
3.8 Solución de un sistema de ecuaciones lineales a través de la inversa.
3.9 Solución de un sistema de ecuaciones lineales por la regla de Cramer.
3.10 Aplicación de matrices y determinantes.

como todo trata de matrices se puede decir que su uso es para resolver sistemas de ecuaciones,  para solucionar problemas de cualquier tipo que se presenten en el campo laboral, te abren campo a varias posibilidades y te dan varias alternativas para ver si el problema tiene o no solución.

información proporcionada por:
ing. Franco Garduño
puesto de confianza en el sistema estatal de informatica

representacion grafica de la determinante de una matriz

El cálculo de áreas y volúmenes bajo forma de determinantes en espacios euclídeos aparecen como casos particulares de una noción más general de determinante. La letra mayúscula D (Det) se reserva a veces para distinguirlos.

Determinante de dos vectores en el plano euclídeo

Fig. 1. El determinante es el área azul orientada.
Sea P el plano euclídeo. El determinante de los vectores X y X' se obtiene con la expresión analítica
\det(X,X')=\begin{vmatrix} x & x' \\ y & y'\end{vmatrix}=xy'-yx'
o, de manera equivalente, por la expresión geométrica
\det(X,X')=\|X\|\cdot\|X'\|\cdot\sin \theta
en la cual θ es el ángulo orientado formado por los vectores X y X'.

 Propiedades

  • El valor absoluto del determinante es igual a la superficie del paralelogramo definido por X y X' (Xsinθ es en efecto la altura del paralelogramo, por lo que A = Base × Altura).
  • El determinante es nulo si y sólo si los dos vectores son colineales (el paralelogramo se convierte en una línea).
  • Su signo es estrictamente positivo si y sólo si la medida del ángulo (X, X ') se encuentra en ]0,π[.
  • La aplicación del determinante es bilineal: la linearidad respecto al primer vector se escribe
\det(aX+bY,X')=a\det(X,X')+b\det(Y,X')\;
y respecto al segundo
\det(X,aX'+bY')=a\det(X,X')+b\det(X,Y')\;
Fig. 2.Suma de las áreas de dos paralelogramos adyacentes.
La figura 2, en el plano, ilustra un caso particular de esta fórmula. Representa dos paralelogramos adyacentes, uno definido por los vectores u y v (en verde), y otro por los vectores u' y v (en azul). Es fácil ver sobre este ejemplo el área del paralelogramo definido por los vectores u+u' y v (en gris): es igual a la suma de los dos paralelogramos precedentes a la cual se sustrae el área de un triángulo y se añade el área de otro triángulo. Ambos triángulos se corresponden por translación y la fórmula siguiente se verifica Det (u+u', v)=Det (u, v)+Det (u', v).
El dibujo corresponde a un caso particular de la fórmula de bilinealidad ya que las orientaciones han sido elegidas de manera que las áreas tengan el mismo signo, aunque ayuda a comprender el contenido geométrico.

 Generalización

Es posible definir la noción de determinante en un plano euclídeo orientado con una base ortonormal directa B utilizando las coordenadas de los vectores en esta base. El cálculo del determinante da el mismo resultado sea cual sea la base ortonormal directa elegida para el cálculo.

Determinante de tres vectores en el espacio euclídeo

Sea E el espacio euclídeo orientado de dimensión 3. El determinante de tres vectores de E se da por
\det(X,X ',X '')=\begin{vmatrix} x & x' &x''\\ y & y'&y''\\ z&z'&z''
\end{vmatrix}=x \begin{vmatrix} y' & y'' \\ z' & z''\end{vmatrix} - x' \begin{vmatrix} y & y'' \\ z & z''\end{vmatrix} + x'' \begin{vmatrix} y & y' \\ z & z'\end{vmatrix} = xy'z''+x'y''z+x''yz'-xy''z'-x'yz''-x''y'z.
Fig. 3. Ilustración gráfica de la trilinealidad.
Este determinante lleva el nombre de producto mixto.

Propiedades

  • El valor absoluto del determinante es igual al volumen de paralelepípedo definido por los tres vectores.
  • El determinante es nulo si y sólo si los tres vectores se encuentran en un mismo plano (paralelepípedo "plano").
  • La aplicación determinante es trilineal: sobre todo
 \det(aX+bY,X ',X '')=a\det(X,X ',X '')+b\det(Y,X ',X '')\,
Una ilustración geométrica de esta propiedad se da en la figura 3 con dos paralelepípedos adyacentes, es decir con una cara común. La igualdad siguiente es entonces intuitiva:
\det(u+u', v,w)=\det(u, v,w)+\det(u', v,w)\,.

tipos de matrices (ejemplos)

Matriz cuadrada     

 Cuadrada

Matriz triangular 

 superiorMatriz triangular superior 

inferior  inferior

Matriz diagonal 

diagonal

 Matriz escalar

 Escalar

Matriz identidad

 identidad

 Matriz indempotente 

A = 
\begin{pmatrix}
  2/3 & 1/3\\
  2/3 & 1/3\\
\end{pmatrix}
A = 
\begin{pmatrix}
  1 & 0\\
  0 & 1\\
\end{pmatrix}

Matriz transpuesta 

matrices traspuestas

Matriz involutiva

 

A = 
\begin{pmatrix}
  1 & 0\\
  0 & 1\\
\end{pmatrix}

A = 
\begin{pmatrix}
  1 & 1\\
  0 & -1\\
\end{pmatrix}

Matriz simetrica 

   \begin{pmatrix}
       1 & -1 & 3 \\
      -1 & 2 & 4 \\
       3 & 4 & 7 \\
   \end{pmatrix}

 Matriz antisimetrica 

 

A = 
\begin{pmatrix}
  {0} & {-2} & {4}\\
  {2} & {0} & {2}\\
  {-4} & {-2}&{0}\\
\end{pmatrix} = > -A =
\begin{pmatrix}
  {0} & {2} & {-4}\\
  {-2} & {0} & {-2}\\
  {4} & {2}&{0}\\
\end{pmatrix}

Matriz compleja 

   A=
   \begin{bmatrix}
        3 & 2+i \\
      2-i & 1
   \end{bmatrix}

 Matriz conjugada 

 

A = \begin{pmatrix}
2+j & 3 & -1+4j \\
4-j & 5 & -2-2j \\
1 & 3-j & 1+3j
\end{pmatrix}, \overline{A} = \begin{pmatrix}
2-j & 3 & -1-4j \\
4+j & 5 & -2+2j \\
1 & 3+j & 1-3j
\end{pmatrix}

Matriz hermitiana 

   A=
   \begin{bmatrix}
        3 & 2+i \\
      2-i & 1
   \end{bmatrix}

 Matriz antihermitiana 

\begin{pmatrix}i & 2 + i \\ -2 + i & 3i \end{pmatrix}

Matriz ortogonal 

 

M\cdot M^t =
\begin{pmatrix} a & b\\ -b & a \end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix} a & -b\\ b & a \end{pmatrix}
= \begin{pmatrix} a^2 + b^2 & 0\\ 0 & a^2 + b^2 \end{pmatrix}
= \begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix},

 

 

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Itzel Borja
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