Jaký je význam výrazu invertible matrix?

Jaký je význam výrazu invertible matrix?
Anonim

Krátká odpověď zní, že v systému lineárních rovnic, pokud je matice koeficientů invertovatelná, je vaše řešení jedinečné, to znamená, že máte jedno řešení.

Existuje zde mnoho vlastností pro invertible matice, aby se zde mohly objevit, takže byste se měli podívat na Invertible Matrix Theorem. Aby byla matice invertovatelná, musí to být náměstí, to znamená, že má stejný počet řádků jako sloupce.

Obecně je mnohem důležitější vědět, že matice je invertovatelná, spíše než skutečně vytvářet invertibilní matici, protože je výpočetnější invertible matice ve srovnání s řešením systému mnohem nákladnější. Měli byste spočítat inverzní matici, pokud jste řešili mnoho řešení.

Předpokládejme, že máte tento systém lineárních rovnic:

# 2x + 1.25y = b_1 #

# 2.5x + 1.5y = b_2 #

a musíte to vyřešit # (x, y) # pro páry konstant: #(119.75, 148), (76.5, 94.5), (152.75, 188.5)#. Vypadá to hodně práce! V maticové podobě tento systém vypadá takto:

# Ax = b #

kde #A# je matice koeficientů, #X# je vektor # (x, y) # a # b # je vektor # (b_1, b_2) #. Můžeme to vyřešit #X# s nějakou maticí algebra:

# x = A ^ (- 1) b #

kde #A ^ (- 1) # je inverzní matice. Existují různé způsoby, jak vypočítat inverzní matici, takže do toho teď nevstoupím.

#A ^ (- 1) = #

#-12, 10#

#20, -16#

Pro získání řešení máme:

# -12 * 119,75 + 10 * 148 = 43 = x_1 #

# 20 * 119,75-16 * 148 = 27 = y_1 #

# -12 * 76,5 + 10 * 94,5 = 27 = x_2 #

# 20 * 76,5-16 * 94,5 = 18 = y_2 #

# -12 * 152,75 + 10 * 188,5 = 52 = x_3 #

# 20 * 152,75-16 * 188,5 = 39 = y_3 #

Není to snadnější než řešení 3 systémů?