BÀI GIẢNG: MA TRẬN VÀ ỨNG DỤNG
1. Khái nim Ma trận
Ma trận là một bảng số hình chữ nhật gồm
hàng và
cột. Ký hiệu tổng quát:
.
Ví dụ minh họa:
Xét ma trận
cấp
:
Xét ma trận
![]()
- Phần tử nằm ở hàng 2, cột 1 là
. - Phần tử nằm ở hàng 1, cột 2 là
.
2. Các phép toán với Ma trận
a. Phép cộng hai ma trận
Điều kiện: Hai ma trận phải cùng kích thước. Ta cộng các phần tử ở vị trí tương ứng:
.
Ví dụ:
![]()
b. Phép nhân ma trận với một số
Nhân số
vào tất cả các phần tử của ma trận.
Ví dụ (với k=3):
![]()
c. Phép nhân hai ma trận
Điều kiện: Số cột của ma trận trước bằng số hàng của ma trận sau. Phần tử
là tích vô hướng của hàng
ma trận trước với cột
ma trận sau.
Ví dụ:
![]()
3. Định thức (Determinant)
Định thức là con số đặc trưng cho ma trận vuông, ký hiệu
hoặc
.
Trường hợp cấp 2 (
)
Công thức:
.
Ví dụ:
![]()
Trường hợp cấp 3 (
)
Sử dụng quy tắc Sarrus hoặc khai triển Laplace (theo hàng/cột chứa nhiều số 0).
Ví dụ (Khai triển theo cột 1):
Cho
Cho
![]()
![]()
4. Ma trận nghịch đảo
Ma trận vuông
có nghịch đảo
khi
.
Công thức cấp 2: ![]()
Ví dụ: Tìm
của
.
1. Tính định thức:
.
2. Áp dụng công thức:
1. Tính định thức:
2. Áp dụng công thức:
![]()
5. Giá trị riêng và Ứng dụng
Giá trị riêng
là nghiệm của phương trình đặc trưng:
.
Ví dụ tính toán (với
):
Cho
.
PT đặc trưng:
Cho
PT đặc trưng:
![]()
![]()
Giải ra ta được:
.
Ứng dụng thực tiễn:
- Cơ học: Tính toán tần số dao động riêng (tránh cộng hưởng cầu, cánh máy bay).
- CNTT: Thuật toán Google PageRank, nén ảnh, nhận diện khuôn mặt.
