MATEMATIKA

Matrizeak

XVIII. eta XIX. mendeetan sortu zen matrize kontzeptua, ezezagun asko zituen ekuazio linea-sistemak ebazteko metodoak sistematizatzeko helburuarekin. Gaur egun, matrizeen teoria diziplina zientifiko askotako tresna boteretsua da, fisikatik eta zientzietatik ekonomiaraino.

Matrizeei buruzko kontzeptu orokorrak

Funtsean, matrizea da errenkadetako eta zutabetako taula bat bezala ordenatzen den zenbaki- edo adierazpen-taldea. Errenkaden edo zutabeen gurutzagune bakoitza matrizearen elementua da, eta zenbaki bat edo adierazpen bat badauka.

Matrizeak honela adierazten dira oro har:

Era generikoan, matrizearen elementuak aij ikurrarekin adierazten dira (i dagoen errenkadaren zenbakia da, eta, j, zutabearena). Matrizeak, bestalde, A = (aij), ikurrarekin adierazten dira (i = 1, 2, 3, ?, m; eta j = 1, 2, 3, ?, n).

Esan ohi da m errenkadek eta n zutabek osatutako matrize batek m x n ordena edo dimentsioa duela. Ordena bereko bi matrizeak berdinak dira, leku berean dauden bi elementuak, binakako partidan, berdinak direnean.

Matrize motak

Oro har, matrize batek m errenkada eta n zutabe ditu, m ¹ n izatean. Kasu horretan, matrizea errektangularra da. Beste alde batetik, errenkada- eta zutabe-kopuruak berdinak direnean, matrizea karratua da, n x n dimentsioduna; kasu horretan, a11, a22, a33, ..., ann azpindizetako matrizearen elementuak matrizearen diagonal nagusia deritzonean daude. Garrantzia hartzen du diagonal horrek determinatzaileak ebaztean (16 gaia ikusi).

Matrize karratu batek triangeluarra izena du diagonal nagusiaren azpitik edo gainetik dauden elementu guztiak nuluak direnean.

Matrize bat diagonala da elementu guztiak, diagonal nagusikoak izan ezik, zero direnean.

Matrizeen teorian dagoen beste kontzeptu garrantzitsu bat matrize iraulia da. m x n ordenako A matrize bat hartuta, horren iraulia At-k emandakoa, n x m dimentsioko matrizea da; azken horretan, lehenengo matrizearen errenkadak zutabeen ordez ipini dira, eta, zutabeak, errenkaden ordez.

Matrizeen batuketa

Ordena edo dimentsio bera duten bi matrize batzean, beste matrize bat sortzen da; horren elementuak (batugaien betebeharra egiten dutenak) matrize bien errenkada eta zutabe bereko elementuen batuketa bezala kalkulatzen dira.

m x n ordenako A = (aij) eta B = (bij), matrizeak hartuta i = 1, 2, 3, ..., m eta j = 1, 2, 3, ..., n direnean, bien batuketatik sortutako matrizea horrela lortuko litzateke:

Matrizeen batuketaren propietateak
Propietatea Adierazpena eta esanahia
Konmutatiboa A + B = B + A.
Asoziatiboa A + (B + C) = (A + B) + C.
Elementu neutroa A + 0 = 0 + A = A, 0 matrize nulua dela, elementu guztiak 0 dituztena, Aren ordena bera eduki arren.
Elementu simetrikoa A + (-A) = (-A) + A = 0, (-A) matrizea A matrizearen aurkakoa da, eta 0 Aren dimentsiorako matrize nulua da.

Matrizeekin egindako biderketa eta potentziak

Matrizeen aljebran, batuketaz gain, bi eragiketa mota daude:

  • Zenbaki baten eta matrize baten biderkadura beste matrize bat da; matrize horren elementu bakoitza jatorrizko matrizearena zenbaki konstantearengatik biderkatua da.
  • Bi matrizeen biderkadura posible da bi ordena «kateaturik»; daudenean bakarrik; hau da, m x n ordenako A = (aij) matrize bat beste matrize B = (bij) batengatik biderka daiteke, azken horren dimentsioa n x p izanez gero; horrela, sortzen den matrizeak m x p berdineko ordena dauka. Sortutako C = (cij) matrizea kalkulatzen da cij termino bakoitza Aren i errenkadako elementuen eta Bren j zutabeko elementuen biderkaduren batuketa ordenatua izateko: Aren i errenkadako lehenengo elementua bider Bren j zutabeko lehenengo elementua; gehi i errenkadako bigarrena bider j zutabeko bigarrena eta abar.

Biderkaduraren kontzeptuaren zabalkuntza beza, matrize baten potentzia enegarrena potentziaren eta n bider beraren biderkatzea da. Matrize bat beraren biderkatzeko, karratua izan behar da. Hots:

Determinatzaileak

Determinatzaile kontzeptua matrizearen lagungarritzat hartzen den arren, kronologikoki mende bat baino lehenago proposatu zen. Matrize terminoa James Joseph Sylvester (1814-1897) matematikari inglesak sortu zuen. 1850ean erabiltzen hasi zen determinatzaileen «ama» esanahiaz.

 

Taulak eta grafoak

Buruketak eta ekuazioak matrizeen bidez aurkeztea beste bi teknika osagarri hauekin erlazionaturik dago: ohol-sustraia, matrizeenaren antzekoa (bertan, datu garrantzitsuak esanahia adierazten dituen burualdea duten errenkadetan eta zutabeetan jasotzen dira); eta grafoen edo puntu-taldeen (nodoen) bidez lortutakoa; grafo horiek euren artean loturik daude ekintza-bideak sortzen dituzten errenkaden edo segmentuen bidez.

 

Input-output eredua

Input-output bezala ezagututako ereduak, edo sarrera bikoitzekoak, W.W. Leontiefek (1973ko Ekonomia Nobel Saridunak) proposatutakoak, matrizeen teoria arlo makronekonomikoan egindako aplikaziorik zuzenetariko bat dira, eta sektore produktiboak gidatzeko, produkzio-eskakizunak aurrea hartzeko eta ekonomiaren dominioen artean erlazio hobeak sortzeko erabiltzen dira.

 

Augustin-Louis Cauchy

Augustin-Louis Cauchy (1789-1857), matematikari frantziarrak aljebrako eta analisiko arloan garapen handiak egin zituen. Horren idei bat matrizeen elementuak errenkadetan eta zutabeetan ipintzea, azpindize bikoitz batek ordenatuak eta identifikatuak.