If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Kurs: Wstęp do analizy matematycznej (wersja z roku 2018) > Rozdział 4

Lekcja 7: Własności dodawania macierzy i mnożenia przez skalary
Matematyka
Wstęp do analizy matematycznej (wersja z roku 2018)
Macierze
Własności dodawania macierzy i mnożenia przez skalary
© 2024 Khan AcademyWarunki użytkowaniapolitykę prywatnościInformacja o plikach cookie

Wprowadzenie do macierzy zerowej

Google Classroom
Co to jest macierz zerowa i jaki ma ona związek z dodawaniem i odejmowaniem macierzy oraz z mnożeniem macierzy przez liczbę.

Co powinno się wiedzieć przed przystąpieniem do tej lekcji

Macierz to układ liczb zapisanych w postaci prostokątnej tablicy.
Wymiary macierzy określają liczbę jej wierszy i kolumn, zawsze w takim porządku. Macierz A ma 2 wiersze i 3 kolumny, a zatem jest to macierz 2×3.
Jeżeli jest to dla Ciebie nowe, zajrzyj do naszego wprowadzenia do macierzy. Sprawdź także, że umiesz już dodawać i odejmować macierze oraz że umiesz pomnożyć macierz przez liczbę.

Definicja macierzy zerowej

Macierz zerowa to macierz, której wszystkie elementy są równe 0. Poniżej przedstawiono kilka przykładów.
Macierz zerowa 3×3: O3×3=[000000000]
Macierz zerowa 2×4: O2×4=[00000000]
Macierz zerową oznaczamy zazwyczaj przez O, w razie potrzeby możemy też dodać indeks dolny, wskazujący na wymiary macierzy.
Macierze zerowe mają podobną rolę w operacjach na macierzach jak zero w operacjach na liczbach rzeczywistych. Spójrzmy na przykłady.

Zbadajmy to: co się stanie, gdy dodamy macierz zerową do innej macierzy?

Pamiętaj, że aby dodać do siebie dwie macierze, dodajemy odpowiadające sobie elementy.
Teraz spróbuj rozwiązać kilka zadań polegających na dodawaniu macierzy. Zauważyć, że każdy problem polega na obliczeniu sumy pewnej macierzy i macierzy zerowej.
1)
[4513]+[0000]=

2)
[000000]+[−2348−17]=

Podsumowanie

Kiedy dodamy macierz zerową o wymiarach m×n do dowolnej innej macierzy m×n, nazwijmy ją A, otrzymamy znowu macierz A. Innymi słowy, A+O=A i O+A=A.
W tym przypadku wymiary macierzy zerowej nie są podane. Wiemy jednak, że jeśli to równanie ma sens, to wymiary macierzy zerowej muszą być takie same, jak wymiary macierzy A.

Pytanie do zastanowienia

Jakie wymiary ma macierz zerowa w równaniu B+O=B, jeśli B=[−256818]?
  • Prawidłowa odpowiedź to:
  • liczba całkowita, taka jak 6
  • właściwy uproszczony ułamek, taki jak 3/5
  • niewłaściwy uproszczony ułamek, taki jak 7/4
  • liczba mieszana, taka jak 1 3/4
  • dokładny ułamek dziesiętny, taki jak 0,75
  • wielokrotność pi, taka jak 12 pi lub 2/3 pi
×
  • Prawidłowa odpowiedź to:
  • liczba całkowita, taka jak 6
  • właściwy uproszczony ułamek, taki jak 3/5
  • niewłaściwy uproszczony ułamek, taki jak 7/4
  • liczba mieszana, taka jak 1 3/4
  • dokładny ułamek dziesiętny, taki jak 0,75
  • wielokrotność pi, taka jak 12 pi lub 2/3 pi

Zbadajmy to: co się stanie, gdy dodamy macierz do macierzy przeciwnej?

Macierz przeciwna do macierzy A to macierz −A, czyli taka, w której każdy element jest liczbą przeciwną do odpowiadającego mu elementu macierzy A.
Na przykład jeśli A=[41−62], to −A=[−4−16−2].
Teraz spróbuj rozwiązać kilka zadań polegających na dodawaniu macierzy. Zauważyć, że każdy problem polega na obliczeniu sumy pewnej macierzy i macierzy do niej przeciwnej.
3)
[4−387]+[−43−8−7]=

4)
[−42513−2]+[4−2−5−1−32]=

Podsumowanie

Kiedy dodamy dowolną macierz m×n do macierzy przeciwnej, otrzymamy macierz zerową o wymiarach m×n. To znaczy, dla dowolnej macierzy A zachodzi A+(−A)=O oraz −A+A=O.
Równanie A−A=O jest także prawdziwe, ponieważ odjęcie macierzy to to samo co dodanie macierzy przeciwnej.

Zbadajmy to: co się stanie, gdy pomnożymy macierz przez (skalar) 0?

Mnożenie macierzy przez skalar (liczbę) oznacza, że każdy z elementów macierzy jest pomnożony przez ten skalar.
Teraz spróbuj rozwiązać kilka zadań polegających na mnożeniu macierzy przez skalar. Zauważ, że każdy problem polega na pomnożeniu pewnej macierzy przez skalar 0.
5)
0⋅[5491]=

6)
0⋅[−24107−15−342]=

Podsumowanie

Kiedy pomnożymy dowolną macierz m×n przez skalar 0, w wyniku otrzymamy macierz zerową m×n.
W zapisie matematycznym, mamy 0A=O.

Podsumowanie: porównanie macierzy zerowej z liczbą zero

Badając własności macierzy zerowej przekonaliśmy się, że macierz zerowa ma bardzo podobne własności do liczby zero.
W szczególności, istnieją następujące analogie:
Liczba zeroMacierz zerowa
Dodanie zera do dowolnej liczby a daje tę samą liczbę a. (tzn. a+0=a)Dodanie macierzy zerowej do dowolnej macierzy A daję tę samą macierz A. (tzn. A+O=O+A=A)
Suma liczby i liczby przeciwnej wynosi zero. (tzn. a+(−a)=0)Suma macierzy i macierzy przeciwnej wynosi zero. (tzn. A+(−A)=O)
Iloczyn dowolnej liczby i liczby zero równa się zero. (tzn. a⋅0=0).Iloczyn macierzy i liczby 0 daje w wyniku macierz zerową. (tzn. 0A=O)
Zrozumienie tych analogii ułatwi wykonanie obliczeń, w których pojawia się macierz zerowa!

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Zaloguj się
Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.