.

.

.

.

.

.

بعد از مدتها ایران متلب تصمیم گرفت فیلم آموزشی تهیه شده توسط مهندس قیصری مدیر گروه ایران متلب را برای استفاده کاربران ایران متلب جهت دانلود قرار دهد.

این فیلم آموزشی یک محصول منحصربفرد از ایران متلب می باشد که هیچ جای دیگری مشابه آن را پیدا نخواهید کرد. آموزش های متلب زیاد هستند اما آموزشی که توسط متخصص با تجربه و با سابقه متلب تهیه شده است ، کمیاب است.

مهندس قیصری دارای سابقه نه ساله در کدنویسی متلب در پروژه های مختلف دانشجویی و صنعتی می باشد. ایشان تاکنون بیش از چند میلیون خط کد متلب را نوشته است و با بیشتر قسمت ها و دستورات متلب آشنایی دارند.

این مجموعه فیلم آموزشی بیش از 100 قسمت یا 200 قسمت شاید هم بیشتر خواهد بود که به مرور برای خریداران این محصول ایمیل خواهد شد. کاربران محترمی که می خواهند بقیه قسمت ها را به مرور دریافت کنند ، می توانند هزینه این آموزش را پرداخت کنند.

مهندس قیصری قصد دارند در این محموعه بزرگ فیلم آموزشی ، همه چیزهایی که از متلب بلد هستند را به دیگران یاد بدهند. 

چرا این آموزش به مرور برای کاربران ایمیل می شود؟

یادگیری یک نرم افزار برنامه نویسی مانند متلب یک شبه اتفاق نمی افتد و نیاز به تمرین و ممارست دارد. لذا ایران متلب تصمیم گرفت قسمت های آموزش را به مرور برای کاربران خود ارسال کند تا زمان داشته باشند با تمرین های مختلف آموزش را در ذهن خود نهادینه کنند.

هر چند مدت یک بار قسمتی از این آموزش ایمیل خواهد شد؟

به طور متوسط هر هفته ، سه تا چهار قسمت ایمیل خواهد شد.

لینک دانلود

نوشته سیر تا پیاز متلب MATLAB اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

اگر هزینه شرکت در کلاس متلب را ندارید

اگر نمی تونید در کلاسهای برنامه نویسی ما شرکت کنید

ما برای شما مجموعه ای از بهترین اسلایدهای فارسی آموزش متلب را تهیه کردیم که می تونید در اینجا دانلود کرده و لذت ببرید.

ویژگیهای اصلی متلب

oآشنایی با محیط متلب

oعملیات ریاضی ساده

oعملگرهای ریاضی متلب

oفضای کاری متلب (Workspace)

oفرمت نمایش اعداد

oانواع متغیرها

oنامگذاری متغیرها

o متغیرهای ویژه

o علائم نقطه گذاری و جملات توضیحی

o اعداد مختلط

oبعضی از توابع ریاضی در متلب

oراهنمای متلب

oفایلهای متنی یا m-فایلها

oمدیریت فایل در متلب

MFasl01_matlab1.ir

آرایه ها در متلب

MFasl02_matlab1.ir

توابع و عملیات ماتریسی

MFasl03_matlab1.ir

عملیات منطقی و رابطه ای

MFasl04_matlab1.ir

رشته های کارکتری

MFasl05_matlab1.ir

تصمیم گیری و کنترل روند و حلقه ها و دستورات شرطی

MFasl06_matlab1.ir

ایجاد توابع یا تابع در متلب

MFasl07_matlab1.ir

تجریه و تحلیل فوریه

MFasl08_matlab1.ir

نمودارهای دو بعدی

MFasl09_matlab1.ir

چند جمله ای ها در متلب MATLAB

MFasl10_matlab1.ir

برازش منحنی و درونیابی

MFasl11_matlab1.ir

نمودار های سه بعدی در متلب MATLAB

MFasl12_matlab1.ir

نوشته مجموعه ای از بهترین اسلایدهای آموزش فارسی متلب MATLAB اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

جزوه ای که در این مطلب برای دانلود آماده شده است در ۲۰۰ صفحه و در قالب فایل pdf به آموزش کامل نرم افزار متلب (matlab) می پردازد. این جزوه آموزشی حاصل تلاش جناب آقای برمکی میباشد که از مبتدی ترین قدم ها برای آموزش نرم افزار متلب شامل آموزش نصب متلب ، آموزش پنجره های متلب ، تا آموزش پیشرفته که شامل انواع برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب را شامل میشود.

جزوه آموزشی کار با نرم افزار متلب که در این مطلب آماده شده در وهله اول برای افراد مبتدی و کسانی که تمایل به برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب را دارند تهیه شده است و در طول جزوه سعی شده است ، همه مطالب پله به پله از ابتدایی ترین دستورات شروع شود و جای سوالی برای خواننده نماند.

از مهمترین مطالب آموزشی در این جزوه میتوان به الگوریتم و آموزش الگوریتم برنامه نویسی ،نحوه نصب نرم افزار متلب ، آموزش پنجره های نرم افزار متلب ، شناخت عملگرها در متلب ، شناخت دستورات ابتدایی ، برنامه نویسی و تابع نویسی matlab ، آموزش توابع کاربردی متلب ، آموزش ماتریس ، ترسیم دو بعدی و سه بعدی اشکال به کمک نرم افزار متلب ، ترسیم توابع مختلف ، کار با چند جمله ای ها در متلب ، gui و … اشاره کرد.

لینک دانلود

نوشته دانلود جزوه آموزش کامل نرم افزار متلب matlab (برمکی ) اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

X(n,m)

برای مقدار دهی درایه و یا تغییر مقدار آن:

Ex:

 Ones(3)

Ans=

1 1 1

1 1 1

1 1 1

Ans(1,3)=4

Ans=

1 1 4

1 1 1

1 1 1

برای اینکه یک قسمت از یک ماتریس را برداریم :

A(1:2,3:6)

یعنی سطر اول تا دوم و ستون سوم تا ششم

A(:)

همه ی عناصر را ستونی نشان می دهد .

برای حذف یک قسمت از ستون ها یا سطر ها آن ها را برای تهی قرار می دهیم :

A(1:3,4)=[]

اعداد تصادفی: rand

Rand بین صفر و یک است.

Rand(n,m)

یک ماتریس تصادفی n*m می دهد.

اگر مثلا بخواهیم اعداد تصادفی بین صفر تا نه باشند:

9*rand(n,m)

اگر بخواهیم اعشار نداشته باشد :

Round

مثلا:

Round(rand(5,9))

اگر بخواهیم اعداد تصادفی بین range دلخواه خودمان باشد ،

Min<rand<max

Min+(max-min)*rand

جایگشت های تصادفی اعداد: permutation

Randperm(n)

از یک تا n به صورت تصادفی جایگشت مینویسد:

Ex:
( randperm(13

Ans=

     1    12     9     6     3     5     8    10    13     2    11     7     4

اعداد تصادفی با توزیع نرمال:

randn(x)

ماتریس x*x میدهد که با توزیع نرمال همه ی اعداد در اطراف 1 هستند اعداد خیلی بزرگ یا خیلی کوچک ندارد.

اگر بخواهیم اعداد تصادفی با میانگین و واریانس دلخواه داشته باشیم:

M+s^2(randn(x))

که s^2 همان واریانس و m میانگین است.

Sum(a)

از ماترس a از هر ستون جمع میگیرد.

Sum(a(:))

جمع همه ی درایه ها

Prod(a) از هر ستون همه ی درایه ها را ضرب می کند.

ضرب همه ی درایه ها:

prod(a(:))

اگر بخواهیم از هر سطری بگیرد و جمع  یا ضرب کند، از A’ استفاده میکنیم.

Sqrt جذر میگیرد.

Nth امین ریشه ی x را میگیرد.

root(x,n)  n

نوشته آدرس دهی ماتریس در متلب matlab اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

فصل اول :

سرفصل های دورس

مروری کلی بر نرم افزار متلب

محاسبات موازی در متلب (parallel Computing)

جمع بندی.

لینک 1 

فصل دوم : رابط کاربری نرم افزار متلب

معرفی

پنجره ها

شکل دهی به پنجره ها

جمع بندی

shortcut

طریقه استفاده از help

فصل سوم : انواع داده ها

معرفی

داده های عددی

ثوابت inf و NAN و غیره

فرمت نمایش خروجی

رشته های حرفی

ساختارها

array سلولی

اشاره به توابع

فصل چهارم : دستورات در MATLAB

مقدمه طريقه دستور نويسي در متلب

كار با متغييرها در متلب

عمليات پايه در متلب

كنترل مسير برنامه در متلب

دسترسي به استثناها

فصل پنجم : آرايه ها و ماتريس ها در متلب

مقدمه ماتريس و آرايه ها در متلب

مقداردهي اوليه آرايه ها در متلب

آدرس دهي و دستكاري و برش آرايه ها

مرتب كردن و تغيير شكل دادن آرايه ها

معكوس و ترانسپوس ماتريس ها در متلب

عمليات عنصر به عنصر

حل سيستم معادلات در متلب

آرايه هاي چند بعدي

فصل ششم : شروع به كدنويسي در متلب

مقدمه

قالب يك برنامه script در متلب

مسير يا path در متلب

مقايسه و جستجو در متلب

ساختار يك فايل در متلب

غلط گيري كد در متلب

ايجاد يك پروفايل براي كد

انتشار كد متلب

LaTex در متلب

فصل هفتم : مشاهده داده و رسم نمودار در متلب

مقدمه introduction

رسم از طريق UI

رسم نمودار و توابع plotting Data and Functions

پنجره ها و رسم چندين نمودار Multiple plot

سفارشي كردن يك نمودار در متلب MATLAB

طريقه رسم زير نمودار subplot در متلب

پنجره نمودار figure window

رسم محور مبدا origin axes

فصل هشتم : برنامه نويسي شي گرا در متلب Object Oriented

مقدمه

كلاسها

خصوصيات properties

روشها methods

وقابع events

خصوصيات ذاتي

شمارش

مجموعه بعدی فیلم های آموزشی

https://matlab1.ir/?p=1

نوشته دانلود بهترین فیلم های آموزشی متلب 2014 MATLAB اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

اما مطالعه این کتاب را که نوشته آقای  مصطفی همت آبادی  است را به تمامی دانشجویان رشته برق توصیه می کنیم . چرا که بیشتر نیازهای ایشان را در کاربردهای مخصوص به رشته برق تامین می کند.

دانشگاه صنعتي شيراز

تعداد صفحات کتاب : ۱۵۴ صفحه

اندازه فایل : ۳٫۹۴MB

سرفصل مطالب :

دانلود كتاب

نوشته كتاب كاربردي متلب MATLAB در مهندسي اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

یکی از ابزارهای خیلی پر کاربرد در پردازش ویدئو particle filter می باشد . که خیلی زیاد در کاربرد دنبال کردن (tracking) در ویدئو مورد استفاده قرار می گیرد.

ما در این پست می خواهیم برای شما کدهای تست شده MATLAB فیلتر ذره (particle filter) را قرار دهیم و یک توضیح خلاصه از روند الگوریتم آن برای شما بیاوریم.

دو PDF بسیار بسیار عالی که با زبانی ساده و روان مفهوم particle filter را آموزش می دهد :

PDF 1

 Algorithm development using MATLAB – Object tracking by particle filter –

PDF 2

 Object Tracking

رديابي اشياء(Object Tracking)

سيستمهاي هوشمند، سيستمهايي هستند كه خود به تنهايي و بطور خودكار اعمال خاصي انجام مي‌دهند . در برخي از اين سيستمها ، رديابي از بخشهاي عمده سيستم محسوب مي‌شود . سيستمهاي نظامي هوشمند و روبوت‌ها نمونه‌هايي از اين سيستمها هستند.

رديابي روشهاي خاصي دارد كه براي موارد گوناگون قابل استفاده است. روشهاي تخمين Kalman filter ، استفاده از Particle filter ، روشهاي Wavelet و Segmentation از جمله روشهاي قابل استفاده براي رديابي هستند .

موارد استفاده از آنها در سيستمهاي تعيين موقعيت جهاني(GPS) ، رادار ، رديابي هدف ، ماشين بينايي و كاربردهاي مربوط به رباتيك است.

چند کد نوشته شده در m-file متلب برای فیلتر ذره ای

دانلود پنچ كد آماده فيلتر ذره

نوشته Particle filter (فیلتر ذره) اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

گروه برنامه نويسي ايران متلب تعدادي از بهترين فيلم هاي آموزشي متلب رايگان را براي شما تهيه کرده است که در اين صفحه مي توانيد آنها را دانلود کنيد :

تمامي اين فيلم هاي آموزشي با زباني ساده و روان برنامه نويسي متلب را به شما آموزش مي دهند .

دانلود فيلم آموزشي متلب MATLAB training movies

شايد شما به تمامي بخش هاي اين فيلم ها نياز نداشته باشيد و مي توانيد فيلم مورد نظر خود را دانلود کنيد.

پسورد فايلها در صورت نياز matlab1.ir

آشنايي با صفحه آغازين نرم افزار متلب – command window – command history- workspace و بخش هاي ديگر نرم افزار متلب

لينک دانلود بخش اول
لينک دانلود بخش دوم

لينک دانلود بخش سوم

انجام محاسبات رياضي مقدماتي

توان و ثوابت رياضي معروف

کار با کسرها و جعبه ابزار رياضي symbolic در متلب

قسمت اول

قسمت دوم

چگونگي تعريف متغييرها در متلب و استفاده از آنها و دستورهاي who وwhos

اضافه کردن راهنما به کدهاي متلب

پاک کردن يک متغيير در متلب

کار با متغييرهاي symbolic (سمبوليک) در متلب

انجام محاسبات رياضي با متغييرهاي سمبوليک

فاکتوريل و ريشه يک متغيير

ايجاد و ذخيره متغييرها از نوع سمبوليک

توابع مثلثاتي

توابع هيپربوليک

توابع نمايي و لگاريتم

محاسبات پايه با اعداد مختلط

محاسبه اندازه و زاويه اعداد مختلط

توابع رياضي با اعداد مختلط

اعداد مختلط با متغييرهاي سمبوليک

تعريف بردار ورودي و استخراج عناصر يک بردار

جمع و تفريق و ضرب با بردارها

ضرب نقطه اي و ضرب خارجي با بردارها

پيداکردن طول و ميانگين و مجموع يک بردار

استخراج بخشي از يک بردار

ايجاد بردار با گام پرش يکسان

اتصال دو بردار به همديگر

ضرب و تقسيم عناصر متناظر دو بردار

اعمال توابع رياضي به عناصر يک بردار

ايجاد بردار با عناصر تصادفي

محاسبه ميانه و ميانگين و انحراف معيار يک بردار

کار با بردارها در جعبه ابزار سمبوليک

وارد کردن ماتريس ها و استخراج بخشي از آنها در متلب MATLAB

وارد کردن ماتريس ها و استخراج بخشي از آنها در متلب MATLAB بخش دوم

جمع و تفريق ماتريس ها

ضرب ماتريس ها در متلب MATLAB

ضرب و تقسيم ماتريس ها به صورت متناظر

40- پيداکردن طول و اندازه و مجموع و ميانگين يک ماتريس در متلب MATLAB

اتصال دو ماتريس به يکديگر

اعمال توابع رياضي به ماتريس ها

ايجاد ماتريس واحد

ترانزپوس ماتريس ها و عناصر قطري و تجزيه مثلث پايين

حل کردن يک سيستم از معادلات

دترمينال و معکوس و رتبه ماتريس

نورم ماتريس و مقادير ويژه و خصوصيات و چندجمله اي ها

کار با ماتريس ها و جعبه ابزار سمبوليک

49 – حل معادلات جبري

50- حل سيستم معادلات خطي

51 – حل معدلات جبري با جعبه ابزار سمبوليک

52-حل دستگاه معادلات جبري با جعبه ابزار سمبوليک

53- تعريف توابع رياضي

54- انجام مشتق در حسابان

55- انجام مشتق در يک نقطه

56- گرفتن مشتق جزيي در يک نقطه

57- انتگرال هاي معين و نامعين

58- گرفتن حد در حسابان

59- نمودار scatter پايه

60- توابع رسم نمودار

61- تغيير خصوصيات نمودار

فيلم هاي فارسي

جلسه 1 – آموزش Matlab – مقدمه

جلسه 2 – آموزش Matlab – آموزش نصب برنامه

جلسه 3 – آموزش Matlab – آشنايي با محيط نرم افزار

جلسه 4 – آموزش Matlab – آشنايي با پنجره Command

جلسه 5 – آموزش Matlab – آشنايي با پنجره Command History

جلسه 6 – آموزش Matlab – آشنايي با پنجره Varible Editor

جلسه 7 – آموزش Matlab – تعريف کردن متغير و ماتريس

جلسه 8 – آموزش Matlab – آدرس دهي در ماتريس ها

جلسه 9 – آموزش Matlab -عملگر ها در Matlab

جلسه 10 – آموزش Matlab -انجام چهار عمل اصلي بر روي ماتريس ها

جلسه 11 – آموزش Matlab – قواعد تعريف متغير در Matlab

جلسه 12 – آموزش Matlab – انجام اعمال اصلي به صورت درايه به درايه

جلسه 13 – آموزش Matlab – به کار بردن عملگر هاي شرطي

جلسه 14 – آموزش Matlab – پارامتر هاي اوليه

جلسه 15 – آموزش Matlab -آشنايي با دستور Disp

جلسه 16 – آموزش Matlab – آشنايي با دستور Input

جلسه 17 – آموزش Matlab – آشنايي با آرايه هاي خاص

جلسه 18 – آموزش Matlab – برخي از دستورات پر کاربرد در جبر ماتريسي

جلسه 19 – آموزش Matlab – آشنايي با m-file

جلسه 20 – آموزش Matlab – آشنايي با m-file

جلسه 21 – آموزش Matlab -آشنايي با function

جلسه 22 – آموزش Matlab – بدست آوردن ميانگين
برنامه نويسي مقدماتي و آشنايي با کد هاي ساده

جلسه 1 – آموزش Matlab – نحوه استفاده از دستور if
جلسه 2 – آموزش Matlab – نحوه استفاده از دستور switch
جلسه 3 – آموزش Matlab – نحوه استفاده از دستور for
جلسه 4 – آموزش Matlab – استفاده از While
جلسه 5 – آموزش Matlab -نکاتي در مورد حلقه for
جلسه 6 – آموزش Matlab -استفاده از عملگر هاي منطقي در شرط
جلسه 7 – آموزش Matlab -استفاده از تابع formt
جلسه 8 – آموزش Matlab – نوشتن توابع چند جمله اي در Matlab
جلسه 9 – آموزش Matlab – بدست آوردن ريشه يک چند جمله اي ها
جلسه 10 – آموزش Matlab -بدست آوردن مقدار يک چند جمله اي ها
جلسه 11 – آموزش Matlab -محاسبه ضرب و تقسيم در چند جمله اي ها
جلسه 12 – آموزش Matlab -محاسبه مشتق در چند جمله اي ها
جلسه 13 – آموزش Matlab -محاسبه انتگرال در چند جمله اي ها
جلسه 14 – آموزش Matlab – ايجاد توابع چند متغيره
جلسه 15 – آموزش Matlab – مقدار دهي به توابع چند متغيره
جلسه 16 – آموزش Matlab -محاسبه حد در توابع چند متغيره
جلسه 17 – آموزش Matlab -محاسبه مشتق در توابع چند متغيره
جلسه 18 – آموزش Matlab – محاسبه انتگرال در توابع چند متغيره
جلسه 19 – آموزش Matlab – نحوه محاسبه ماتريس ژاکوبين
جلسه 20 – آموزش Matlab – ترسيم توابع دو بعدي
جلسه 21 – آموزش Matlab – ترسيم توابع سه بعدي

نوشته دانلود فیلم آموزشی اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

گروه برنامه نویسی ایران متلب تعدادی از بهترین کدهای آماده متلب را در این پست قرار خواهد داد.

امیدواریم که این کد ها بتواند به برنامه نویسان متلب در انجام پروژه های آنها کمک کند.

اصل فایل PDF مقاله های مرتبط هم قابل دانلود می باشد .

کد کردن تصویر                                                 image coding

JPEG استاندارد                                                   دانلود کد

کد کردن تصویر بدون تلف ، وفقی ، بر مبنای محتوی                                                    دانلود کد متلب

        پیش بینی جهت دار لبه برای فشرده سازی تصویر بدون اتلاف  (Edge Directed Prediction)

                                     دانلود کد متلب

فشرده سازی تصویر بدون تلف TMW

                                   دانلود کد متلب

پیش بینی نرخ مینیمم با بهینه سازی بر مبنای DP

                                                                      دانلود کد متلب

Lossless Image Coding Using Minimum-Rate Predictors

کد کننده تصویر ویولت پیش بینی کننده embedded                     دانلود کد متلب

کدهای تصویر SPIHT                          دانلود کد متلب

تخمین codec تصویر lossy کوانتیزه شده     دانلود کد متلب

      کدهای کوانتیزه تخمین زننده حداقل مربعات                     دانلود کد متلب

کدهای EBCOT برای JPEG2000                            دانلود کد

 کد گذاری چند مولفه ای با جبرانی سازی پیش بینی کننده                 دانلود کد متلب

کد گذاری چند مولفه ای بر مبنای نرخ لاگرانژ                 دانلود کد متلب

Multiple description image coding based on lagrangian rate allocation

پردازش تصویر پزشکی

جعبه ابزار sparseMRI

جعبه ابزار بازسازی تصویر               image reconstruction toolbox

ثبت تصویر پزشکی                             medical image registration

قطعه بندی تصویر پزشکی              medical image segmentation

شار بردار گرادیان                 Gradient vector flow

بازیابی تصویر حسگر فشرده شده با فیلتر وفقی بازگشتی

دسته بندی تصویر سلولی چند رزولوشنی

دریافت تصویر میکروسکوپی فلوروسانی چند نرخی

نمونه برداری MRI غیر محلی

بازسازی تصویر تماسی و تخمین حسایت در SENSE                 کد

GRAPPA غیر خطی : یک روش کرنلی برای بازیابی موازی MRI                    کد

بازیابی تصویر MR با یادگیری فرهنگ لغت  dictionary learning

k-t FOCUSS

حذف نویز            image denoising

Bayesian Structured Sparse Coding (BSSC)

 موجک            wavelet

یک مجموعه بزرگ بیش از 1200 برنامه در مورد موجک wavelet

هر کاری که فکر ش را بکنید با ویولت میشه انجام داد ، چندین مثال براش تو این مجموعه قرار دارد.

کتابچه راهنما                     دانلود

نوشته دانلود کد متلب اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.

مقدمه: در تاريع آمده است كه اولين بار يك رياضيدان انگليسي تبار به نام كيلي ماتريس را در رياضيات وارد كرد. با توجه به آنكه در آن زمان رياضيدانان اغلب به دنبال مسائل كاربردي بودند، كسي توجهي به آن نكرد. اما بعدها رياضيدانان دنباله ي كار را گرفتند تا به امروز رسيد كه بدون اغراق مي توان گفت در هر علمي به گونه اي با ماتريس ها سروكار دارند. يكي از نقش هاي اصلي ماتريس ها آن است كه آنها ابزار اساسي محاسبات عملي رياضيات امروز هستند، درست همان نقشي كه سابقاً اعداد بر عهده داشتند. از اين نظر مي توان گفت نقش امروز ماتريس ها همانند نقش ديروز اعداد است. البته، ماتريس ها به معنايي اعداد و بردارها را در بر دارند، بنابراين مي توان آنها را تعميمي از اعداد و بردارها در نظر گرفت. در رياضيات كاربردي ماتريس ها از ابزار روز مره هستند، زيرا ماتريس ها با حل دستگاه معادلات خطي ارتباط تنگاتنگي دارند و براي حل رياضي مسائل عملي، مناسبترين تكنيك، فرمول بندي مسئله و يا تقريب زدن جوابهاي مسئله با دستگاه معادلات خطي است كه در نتيجه ماتريس ها وارد كار مي شوند. اما، مشكلي اصلي در رياضيات كابردي اين است كه ماتريس هاي ايجاد شده، بسيار بزرگ هستند و مسئله اصلي در آنجا كار كردن با ماتريس هاي بزرگ است. از جنبه نظري، فيزيك امروزي كه فيزيك كوانتوم است، بدون ماتريس ها نمي توانست به وجود آيد. هايزنبرگ – اولين كسي كه در فيزيك مفاهيم ماتريس ها را به كار برد- اعلام كرد «تنها ابزار رياضي كه من در مكانيك كوانتوم به آن احتياج دارم ماتريس است.» بسياري از جبرها مانند جبر اعداد مختلط و جبر بردارها را با ماتريس ها بسيار ساده مي توان بيان كرد. بنابراين با مطالعه ماتريسها، در واقع يكي از مفيدترين و در عين حال جالبترين مباحث رياضي مورد بررسي قرار مي گيرد.

تعريف ماتريس: اگر بخواهيم مانند كيلي، ماتريس را تعريف كنيم، بايد گفت هر جدول مستطيلي كه داراي تعداد سطر و ستون است و در هر خانه آن يك عدد وجود دارد يك ماتريس است. به عبارت ديگر هر آرايشي از اعداد مانند مثالهاي زير را ماتريس مي گويند.

اگر ماتـريس      را A بناميـم، در اين صورت ماتـريس ] 15و10 و 1-[ را سطـر اول و ] 19و7 و5[ را سطر دوم و ،     ، را به ترتيب ستون اول، ستون دوم، ستون سوم A گويند. ماتريس A را كه داراي دو سطر و ستون است يك ماتريس دو در سه (2و3) مي گويند. اصطلاحاً مي گوييم A از مرتبه 2 در 3 است. (نوشته مي شود 3×2). بنابراين ماتريس ] 7و5 و12[B= يك ماتريس 4×1 و ماتريس C يك ماتريس 3×3 است.

به اعداد يا اشياء واقع در جدول ماتريس درايه هاي آن ماتريس مي گويند. درايه هاي هر ماتريس در جا ومكان مشخصي قرار دارند. مثلاً در ماتريس         درايه 3 در سطر اول و ستون اول است. همچنين درايه سطر دوم، ستون سوم عدد 6 است. به طور كلي اگر درايه هاي سطر I ام ستون jام را با a_ij نشان دهيم؛ داريم

… و 5=₁₂a   2=₂₂a           3=₁₁a

به طور كلي يك ماتريس دلخواه 3×2 را بصورت زير نمايش مي دهيم:

اغلب براي سهولت، به جاي نمايش ماتريس به صورت فوق، آن را با نماد 3*2[a_ij]نشان مي دهند كه در آن a_ij را درايه يا عنصر عمومي ماتريس 3*2[a_ij] گويند. به طور كلي براي ساختن انواعي از ماتريس هاي ديگر مي توانيم به جاي آن كه درايه هاي ماتريس را از اعداد حقيقي انتخاب كنيم، درايه ها را از اعداد مختلط عناصر يك ميدان، توابع و ياحتي ماتريس ها انتخاب كنيم.

در حالت كلي يك ماتريس m*n بصورت A=[a_ij]_m*n عبارت است از:

ماتريس هاي مربع: اگر در يك ماتريس تعداد سطرها و ستون ها مساوي باشد، آن را ماتريس مربع گويند. در اين حالت اگر يك ماتريس مانند A داراي مرتبه ي n*n باشد، گوييم A يك ماتريس مربع مرتبه n است. مجموعه ماتريس هاي مربع مرتبه ي n را با       يا نشان مي دهند.

درايه هاي ₁₁a و ₂₂a و… و a_nx يك ماتريس مربع مرتبه n باشد، مجموع درايه هاي قطر اصلي A را اثر ماتريس A مي نامند و با نماد tr(A) نشان مي دهند. بنابراين:

در واقع اثر ماتريس، تابعي از مجموعه ماتريسهاي مربع در مجموعه اعداد حقيقي است، يعني

مثال: اگر                درايه هاي قطر اصلي A عبارتند از 4- و 6- بنابراين

2=6+4-tr(A)

ماتريس سطري: ماتريس هايي را كه فقط يك سطر دارند ماتريس سطري يا بردار سطري مي نامند. مثلاً ماتريس ي ماتريس سطري *n1 است.

ماتريس ستوني: ماتريسي است كه فقط داراي يك ستون باشد. هر ماتريس ستوني را بردار ستوني نيز مي گويند. مثلاً ماتريس زير يك ماتريس ستوني 1×m است.

ماتريس صفر: ماتريسي است كه همه درايه هايش صفر باشد. بنابراين ماتريس   ماتريس صفر است. هرگاه:

ماتريس صفر از مرتبه m*n را با نماد Q_m*n نشان مي دهند.

مثال:

اگر مرتبه ماتريس صفر، داده شده باشد و يا از طريق متن، مرتبه آن معلوم باشد، در اينصورت براي سهولت ماتريس صفر را با و يا حتي با O نشان مي دهند.

تساوي ماتريس ها: هرگاه در رياضيات اشيا جديدي معرفي شوند، بايد مشخص شوند كه چه وقت دوتاي آنها با هم مساويند. مثلاً در مجموعه اعداد گويا دو عدد دو سوم و چهار ششم را، عليرغم اينكه يك شكل نيستند، مساوي مي نامند. در مورد اعدادگ ويا، دو عدد                 را مساوي مي گويند. هر گاه ad=bc تساوي ماتريسها نيز به صورت زير تعريف مي شود.

تعريف: دو ماتريس و        مساويند هرگاه هم مرتبه باشند و درايه هاي نظير در دو ماتريس (يعني درايه هاي هم موضع) مساوي باشند. به عبارت ديگر، دو ماتريس    و        مساويند هر گاه داشته باشيم:

مثال:            و        تساوي A و B به اين معناست كه

جمع ماتريس ها: مجموع دو ماتريس      و        ماتريسي است كه با نماد A+B نشان مي دهيم و به صورت زير تعريفق مي شود.

توجه كنيد كه براي جمع دو ماتريس مي بايست دو ماتريس هم مرتبه باشند. بنا به تعريف اگر A+B+C=[C_ij] در اينصورت

براي اين كه تعريف فوق روشن تر شود، شكل گسترده آن را در حالت ماتريس هاي 2×2 در زير مي آوريم

تذكر: با توجه به تعريف، جمع دو ماتريس A+B وقتي تعريف شده كه A و B هم مرتبه باشند. در اين صورت A و B را ماتريس هاي قابل جمع مي گويند.

تعبير عمل جمع دو ماتريس به مثابه يك ماشين: عمل جمع را مي توان به منزله ماشيني تصور كرد كه داراي دو ورودي و يك خروجي است (مطابق شكل)، به طوري كه اگر دوماتريس مثلا2×2 به آن بدهيم از خروجي آن يك ماتريس 2×2 بيرون مي ايد.

قرينه يك ماتريس: اگر A يك ماتريس m*n باشد، قرينه A ماتريسي است از همان مرتبه كه با نماد –A نشان مي دهند و اگر   در اين صورت بنا به تعريف

مثال: قرينه ماتريس عبارت است از        و ملاحظه مي شود كه

خواص جمع ماتريس ها

الف) جمع ماتريسها خاصيت شركت پذيري دراد

اثبات: فرض كنيد     و        و        سه ماتريس هم مرتبه دلخواه باشند، نشان مي دهيم

(A+B)+C=A+(B+C)

قبل از اثبات لازم است معني عبارات (A+B)+C و A+(B+C) را بدانيم. در اين مورد از تعبير عمل جمع به مثابه عمل يك ماشين كمك مي گيريم. از آنجا كه ماشين جمع دو ورودي دارد نمي توان يكباره سه ماتريس را با هم جمع كرد، از اين رو براي جمع سه   ماتريس A و B و C مي توان ابتدا A و B را به ماشين داده و A+B را به دست آورد. سپس A+B و C را به ماشين مي دهيم تا (A+B)+Cبه دست آيد.

عبارت A+(B+C) به اين معناست كه نخست B و C را وارد ماشين كرده ايم و B+C را به دست آورده ايم و سپس (B+C)+A را بيرون مي دهد.

حال مي خواهيم نشان دهيم كه در هر صورت ماتريس هاي بدست آمده مساويند براي اين كار قرار مي دهيم

درايه سطر I ام ماتريس =D+C درايه سطر I ام ستون j ام ماتريس (A+B)+C

ب) ماتريس صفر عضو بي اثر مجموعه ماتريس ها نسبت به عمل جمع است.

اثبات: فرض كنيد     يك ماتريس دلخواه باشد، نشان مي دهيم.

كه در آن ماتريس صفر هم مرتبه با A است.

اثبات مشابه اثبات فوق است.

ج) هر ماتريس نسبت به عمل جمع داراي متقابل است.

ديديم كه قريبنه هر ماتريس A=[a_ij]، ماتريسي هم مرتبه با آن به صورت –A[-a_ij] است. در واقع –A متقابل A نسبت به عمل جمع است، زيرا قبلاً نشان داديم

كه در آن ماتريس صفر هم مرتبه با A است.

د) جمع ماتريس ها داراي خاصيت جابه جايي است.

يعني اگر A و B دو ماتريس دلخواه هم مرتبه باشند، داريم    A+B=B+A

اثبات:

تعريف ماتريس ها: فرض كنيد A و B دو ماتريس هم مرتبه باشند، A-B به صورت زير تعريف مي شود

A-B=A+(-B)

از تعريف فوق نتيجه مي گيريم براي اينكه با ماشين جمع، A-B را به دست آوريم، نخست ماشيني با يك ورودي و يك خروجي مي سازيم تا هر ماتريسي به آن دهيم آن ماتريس را قرينه كند. حال با دادن ماتريس B به اين ماشين، -B از آن خارج مي شود.

سپس، A و –B را به ماشين جمع مي دهيم تا A+(-B) يعني A-B را بيرون دهد.

مقايسه خواص جمع ماتريس ها با خواص جمع اعداد حقيقي:

اگر به خواص ماتريس ها توجه كنيم ملاحظه مي كنيم كه اين خواص همانند خواص جمع اعداد حقيقي است، حال مي خواهيم ببينيم كداميكي از خواص ديگر مجموعه اعداد حقيقي با عمل جمع در مجموعة ماتريس ها با عمل جمع برقرار است. مي دانيم براي حل معادله a+x=b در مجموعه اعداد حقيقي بايد به طريقي a را از طرف اول معادله حذف كرد. بنابراين، طرفين معادله را با –a جمع مي كنيم، در اينصورت:

(-a)+ (a+x)=-a+b

با استفاده از خاصيت جابجايي و شركت پذيري جمع داريم:

(-a+a) +x=b-a)

در نتيجه +x=b-a0 يعني x=b-a0 اين شيوه را مي توان براي حل معادله A+X=B در مجموعه ي ماتريس ها نيز به كار برد و گزاره زير را به دست آورد.

گزاره: اگر A و B دو ماتريس هم مرتبه باشند، در اين صورت معادله A+X=B داراي جواب منحصر به فرد X=A-B است.

يكي ديگر از خواص مجموعه اعداد حقيق با عمل جمع، قانون حذف است. يعني اگر a+x=a+y در اين صورت مي توان نتيجه گرفت x=y اين خاصيت نيز در مورد ماتريس ها با عمل جمع وجود دارد.

قانون حذف در جمع ماتريس ها برقرار است

اثبات: روش اول، فرض كنيد A و B و C سه ماتريس هم مرتبه باشند، نشان مي دهيم

A+B=A+Cà B=C

طرفين تساوي A+B=A+C را با –A جمع مي كنيم با توجه با خاصيت شركت پذيري و خاصيت ماتريس صفر نتيجه مي شود B=C

روش دوم: چون A+B=A+C پس

درايه iام ستون jام =A+C درايه سطر iام ستون jام A+B

تذكر: براي اثبات قانون حرف دو روش مختلف ارائه داديم. در روش اول، از خواص جمع ماتريسها يعني شركت پذيري، عضو بي اثر و… استفاده كرديم، يعني همان روشي كه براي اعداد حقيقي مي توان به كار برد. اما در روش دوم ويژگي هاي ماتريس نقش اصلي را ايفا مي كند. در واقع در مورد روش اول براي ما مهم نيست A و B و C ماتريس هستند يا عدد حقيقي و يا هر چيز ديگر، در مورد هر دسته اي از اشيا كه داراي خواص جمع ماتريس ها باشند، مي توانيم اين شيوه را به كار ببريم و اين همان رسالت جبر مدرن است كه با اصل موضوعي كردن، قضاياي مشابه را به يكباره ثابت مي كند. زيرا شيوه و روش اثبات قضيه در هر جايي كه اين اصول صدق مي كنند، معتبر است.

ضرب يك عدد (اسكالر) در ماتريس

تعريف: فرض كنيد   ماتريسي از مرتبه m*n و r يك عدد حقيقي باشد. از ضرب عدد حقيقي r در A ماتريسي به دست مي آيد كه آن را به صورت rA نمايش مي دهيم و به صورت زير تعريف مي شود.

بنابراين (درايه سطر iام ستون jام ماتريس =r.(A درايه سطر iام ستون j ام ماتريس (rA)

مثال: اگر      در اين صورت

خواص ضرب عدد در ماتريس:

1)فرض كنيد r و s دو عدد حقيقي و A يك ماتريس m*n باشد در اين صورت داريم

r(sA)=(rs)A

2)اگر r و s دو عدد حقيقي و A يك ماتريس m*n باشد در اين صورت داريم

(r+s)A=rA+sA

3)اگر r يك عدد حقيقي و A و B دو ماتريس m*nباشند در اين صورت

r(A+B)=rA+rB

4)اگر r يك عدد حقيقي ناصفر و A وB دو ماتريس دلخواه m*n باشند در اين صورت

rA=rBà A=B

ضرب ماتريس ها و خواص آن

ضرب ماتريس سطري در ماتريس ستوني

تعريف: ماتريس سطري              و ماتريس ستوني

را در نظر مي گيريم حاصل ضرب A در B به صورت زير تعريف مي شود.

با توجه به تعريف فوق حاصل ضرب يك ماتريس سطري در ماتريس ستوني يك عدد حقيقي است كه براي به دست آوردن آن به صورت زير عمل مي كنيم.

مثال:

ضرب ماتريس ها در حالت كلي:

تعريف: اگر             و        دو ماتريس مخصوص باشند در اين صورت حاصل ضرب AB ماتريسي است m*p كه اگر آن را با C نشان دهيم داريم

ملاحظاتي در مورد ضرب دو ماتريس

1-ضرب ماتريسي AB در صورتي تعريف شده است كه تعداد ستون هاي ماتريس اولي، يعني A با تعداد سطرهاي ماتريس دومي، يعني B، برابر باشد. در اين صورت گويند ماتريس A در ماتريس B قابل ضرب است.

2-اگر AB=C براي به دست آوردن هر يك از درايه هاي ماتريس C به نمحلي كه درايه واقع است توجه مي كنيم. مثلاً براي بدست آوردن ₁₂C سطر اول A را در ستون دوم B، طبق ضرب يك ماتريس سطري در ماتريس ستوني ضرب مي كنيم، و به همين ترتيب

ستون پنجم ماتريس B× سطر سوم ماتريس A = ₃₅C

اگر ₁R و ₂R و ₃R به ترتيب نمايشگر سطر اول و سطر دوم و سوم ماتريس _2×3A و ₁C و ₂C و ₃C نمايشگر ستون اول ، دوم و سوم ماتريس _3×2B باشند. در اين صورت AB ماتريسي 2×2 به صورت زير است.

كه در آن، براي مثال، ₂C₁R حاصل ضرب سطر اول A در ستون دوم B را نشان مي دهد.

ماتريس واحد (هماني)

ماتريس واحد، ماتريس مربعي است كه تمام درايه هاي قطر اصلي آن 1 و ساير درايه هاي صفر است.براي مثال ماتريس واحد 2×2 كه با نماد ₂I نمايش مي دهيم به عبارت است از

به همين ترتيب ماتريس واحد 3×3 عبارت است از

تذكر: ماتريس I را از اينرو، واحد گويند كه رفتاري شبيه عدد 1 در ضرب اعداد دارد و چون روي هر ماتريسي (قابل ضرب با آن) اثر كند همان ماتريس را مي دهد بنابراين آن را ماتريس هماني نيز مي گويند.

گزاره: اگر در ماتريس A سطر دوم صفر باشد و B ماتريسي باشد كه AB تعريف شده باشد، در اين صورت سطر دوم AB نيز صفر است.

اثبات: قرار مي دهيم AB=C درايه هاي سطر دوم AB از ضرب سطر دوم A در ستون هاي B به دست مي آيد. فرض كنيد C_ijدرايه دلخواهي از سطر دوم AB باشد، بنابراين

به طور كلي، اگر در ماتريس A سطر iام صفر باشد در اين صورت سطر I ام ماتريس AB صفر است. به طريق مشابه مي توان ثابت كرد.

گزاره: اگر در ماتريس B ستون jام صفر باشد و A ماتريسي باشد كه AB تعريف شده باشد، در اين صورت ستون jام ماتريس AB صفر است.

بررسي خاصيت جابه جايي در ضرب ماتريسها:

دو ماتريس A و B مفروضند. AB وقتي تعريف شده است كه تعداد ستونهاي A با تعداد سطرهاي B مساوي باشد. مثلاً داشته باشيم   و        اگر m و p مساوي نباشد، BA تعريف نشده است. براي اينكه BA تعريف شده باشد لازم است كه p=m، يعني B ماتريس n*m باشد. در اينصورت AB از مرتبه m*m و BA ماتريسي است از مرتبه n*m. حال اگر بخواهيم AB و BA هر دو موجود و هم مرتبه باشند مي بايست A و B هر دو ماتريس هاي مربع و هم مرتبه باشند. اما در اين حالت نيز ممكن است BA و AB مساوي نباشد. به مثال زير توجه كنيد.

مثال: اگر                          در اينصورت

ملاحظه مي شود كه AB و BA مساوي نيستند. مثال فوق بيانگر آن است كه ضرب ماتريس ها داراي خاصيت جابه جايي نيست. حال به مثال زير توجه كنيد.

مثال: اگر                در اين صورت

يعني AB=BA

ماتريس هاي تعويض پذير:

تعريف: اگر A و B دو ماتريس مربع باشند به طوري كه AB=BA در اين صورت A و B را تعويض پذير گوييم و يا گوييم A و B با يكديگر جابجا مي شوند.

مثال: دو ماتريس     و        تعويض پذيرند. زيرا

يك خاصيت غير منتظره در ماتريسها:

مي دانيم كه مجموعه اعداد حقيقي داراي اين خاصيت است كه : «حاصلضرب دو عدد حقيقي ناصفر، عددي حقيقي ناصفر است.»

اما در مورد ماتريسها چنين نيست. به مثال زير توجه كنيد. دو ماتريس غير صفر را در نظر بگيريد. داريم:

ملاحظه مي شود كه ماتريس هايي مانند A و B وجود دارند به طوري كه    و        ولي اين نوع ماتريس ها را مقسوم عليه صفر مي گويند.

تعريف: فرض كنيد A يك ماتريس مربع باشد. اگر ماتريس ناصفري مانند B بتوان يافت به طوري           يا در اين صورت A را مقسوم عليه صفر گويند.

مثال: ماتريس         مقسوم عليه صفر است زيرا

توانهاي طبيعي يك ماتريس مربع:

فرض كنيد A يك ماتريس m*n باشد. براي آنكه AA وجود داشته باشد مي بايست m=n ، يعني در صورتي AA تعريف شده است كه A ماتريسي مربع باشد. در اين صورت AA را با ²A نمايش مي دهند.

تعريف: اگر A يك ماتريس مربع باشد، در اين صورت توان هاي طبيعي A به صورت زير تعريف مي شوند

=A¹A و =AA²A و ²=AA³A وبا استقرا

Aⁿ⁺¹ = AAⁿ

در صورتي كه A يك ماتريس مربع مرتبه n باشد توان صفر A نيز به صورت زير تعريف مي وشد.

كه در آن I_n ماتريس واحد مرتبه n است.

ماتريس هاي بالا مثلثي

ماتريس مربعي       را بال مثلثي مي نامند هرگاه

A_ij     I>j     à a_ij=0

يعني، در يك ماتريس بالا مثلثي كليه درايه هاي واقع در پايين قطر اصلي صفرند. براي مثال يك ماتريس بالا مثلثي 3×3 در حالت كلي به صورت زير است

اين ماتريس ها را به صورت زير نشان مي دهند

همانطور كه از نامگذاري اين نوع ماتريس ها معلوم است، در هر ماتريس بالا مثلثي، درايه هاي واقع بر قطر اصلي و بالاي قطر اولي مشخص كننده ماتريس هستند. زيرا تمام درايه هاي پايين قطر اصلي صفرند.

مثال: ماتريس مربع و صفر ماتريس واحد، بالا مثلث اند.

ماتريس هاي پايين مثلثي

ماتريس مربع A=[a_ij] را پايين مثلثي نامند هرگاه

يعني،  در يك ماتريس پايين مثلثي، همه درايه هاي واقع در بالاي قطر اصلي، صفرند.

مثال: ماتريس روبه رو يك ماتريس

پايين مثلثي 3×3 است. گاهي براي سهولت اين ماتريس را به صورت زير هم نشان مي دهند.

نماد O در بالاي قطر اصلي به معناي آن است كه تمام درايه هاي بالاي قطر اصلي صفرند. نامگذاري اين نوع ماتريس ها همانند قبل، بر اين اساس استوار است كه در ماتريس هاي پايين مثلثي درايه هاي واقع بر قطر اصلي ، مشخص كننده ماتريس هتسند.

مثال: ماتريس مربع صفر و ماتريس واحد پايين مثلثي نيز هستند.

ماتريس هاي قطري:

ماتريع مربع D=[d_ij] را قطري مي نامند، هر گاه هم بالا مثلثي و هم پايين مثلثي باشد، يعني در يك ماتريس قطري، درايه هاي پايين و بالاي قطر اصلي همگي صفرند، به عبارت ديگر، D قري است هرگاه

بنابراين، ماتريس قطري D به صورت زير نوشته مي شود.

براي سهولت اين ماتريس را به صورت زير هم نشان مي دهند.

همانطور كه از نام اين نوع ماتريس ها بر مي آيد، در يك ماتريس قطري فقط درايه هاي واقع بر قطر اصلي مشخص كننده ماتريس اند، براي همين ماتريس قطري را به صورت

d_iaj(d₁₁ , d₁₂ , d_nn)

نيز نشان مي دهند.

مثال: ماتريس         قطري است كه به صورت(2- و 3 و2) D=diag  نيز مي توانيم آن را بنويسيم.

ماتريس واحد (هماني)

ماتريس واحد، ماتريس اسكالري (آن دسته از ماتريس هاي قطري را كه همه درايه هاي واقع بر قطر اصلي آنها مساويند، ماتريس اسكالر نامند) است كه درايه هاي واقع بر قطر اصلي آن همگي مساوي 1 است. ماتريس واحد مرتبه n را با I_n نشان مي دهند.

مثال: ماتريس واحد 3×3 عبارت است از

وقتي مرتبه ماتريس واحد معلوم باشد و يا اهميت نداشته باشد، ماتريس واحد را با I نشان مي دهند و براي هر ماتريس مرتبه n مانند A داريم                 I_nA=AI_n=A

يعني، ماتريس واحد، عضو بي اثر مجموعه ماتريس هاي مربع نسبت به عمل ضرب است. براي همينن ماتريس واحد رفتاري شبيه عدد يك در ضرب اعداد دارد.

و به سادگي ديده مي شود كه براي هر عدد طبيعي K داريم:            I^K=I

مثال: هر ماتريس اسكالر مضربي از ماتريس واحد است. يعني؛

ماتريس هاي خود توان

ماتريس مربع A را خودتوان مي نامند هرگاه =A²A

مثال: ماتريس        خودتوان است زيرا؛

گزاره: اگر A خودتوان باشد، در اين صورت براي هر عدد طبيعي n، داريم:

Aⁿ=A

ماتريس هاي پوچ توان:

ماتريس مربع A را پوچ توان نامند هرگاه به ازاي يك عدد طبيعي، مانند n، داشته باشيم

بديهي است كه اگر   به ازاي هر عدد طبيعي بزرگتر از n مانند m داريم

كوچكترين اين n ها را انديس پوچ تواني A گويند.

زيرماتريس ها وافراز كردن

يك زير ماتريس يك ماتريس مفروض A ماتريسي است كه از حذف تعدادي از سطرها يا ستون هاي ماتريس A بدست آمده باشد، براي مثال اگر

در اين صورت هر يك از ماتريسهاي زير يك زير ماتريس A مي باشند.

زير ماتريس           از حذف سطرهاي اول و دوم و ستونهاي اول و سوم، و زير ماتريس ]4   3  2 [ از حذف سطرهاي دوم و سوم و چهارم و ستون اول به دست مي آيند.

هرگاه با ترسيم خطوط افقي و عمودي بين سطرها و ستونهاي يك ماتريس آن را تقسيم بندي كنيم، گوييم ماتريس را افراز كرده ايم. با تغيير اين خطوط افرازهاي متفاوتي از يك ماتريس ساخته مي شود. مثلاً

دو افراز مختلف از ماتريس A مي باشند.

وقتي ماتريس ها از ظرفيت حافظه كامپيوتر بزرگترند، از ماتريس هاي افراز شده استفاده فراوان مي كنند. مثلاً در ضرب دو ماتريس افراز شده، مي توان ماتريس ها را روي ديسك نگه داشت. و فقط زير ماتريس هايي را كه در تشكيل حاصل ضربهاي زير ماتريسي لازمند در حافظه آورد. معلوم است كه افراز بايد به قسمي صورت گيرد كه حاصل ضرب ماتريسهاي نظير قابل تعريف باشد.

فرض كنيد A و B ماتريسيهايي باشند كه AB تعريف شده باشد حال اگر A و B را به صورت

افزار كرده باشيم در اين صورت به آساني ثابت مي شودكه براي محاسبه ماتريس AB مي توان C و D و… را شبيه درايه ها تصور كرد و عمل ضرب را انجام داد، بنابراين

البته، اين مشروط به آن است كه افراز به گونه اي باشد كه حاصل ضرب هاي فوق تعريف شده باشد.

ترانهاده يك ماتريس

تعريف: فرض كنيد A يك ماتريس m*n باشد، ترانهاده A، ماتريسي است n*m كه سطر اول آن ماتريس A سطر دوم آن ستون دوم A و… به طور كلي، سطر iام ترانهاده A ستون iام ماتريس A مي باشد. ترانهاده A را با نمادها َA و A^t يا ^tA نمايش مي دهند.

مثال: فرض كنيد

در اين صورت ترانهاده A، يعني َA عبارت است از

ملاحظه مي شود كه درايه سطر اول ستون دوم ماتريس A مساوي 5 است، يعني 5=₁₂a از طرف ديگر اگر درايه هاي َA را با _ijَa نشان دهيم درايه سطر دوم ستون اول َA نيز مساوي 5 است.

يعني5=₁₂a بنابراين           ₁₂a= ₂₁َa

به طريق مشابه                 ₁₃a= ₃₁َa                 ₃₂a= ₂₃َa

در واقع اگر   در اين صورت ترانهاده A عبارت است از         كه در آن

a_ij=a_ij

بنابراين درايه سطر jام ستون iتك A= درايه سطر iام ستون jام َA

مثال: ترانهاده يك ماتريس بالا مثلثي ، يك ماتريس پايين مثلثي است و بر عكس.

مثال: ترانهاده ماتريس واحد مرتبه n خود ماتريس واحد مرتبه n است، يعني I=َI

ويژگي هاي ترانهاده

قضيه: اگر A يك ماتريس m*n باشد در اين صورت A=َ(َ(A

قضيه: اگر A و B دو ماتريس m*n باشند، در اين صورت َB +َA = َ((A+B

قضيه: اگر A يك ماتريس m*n و يك عدد حقيقي باشد، در اين صورت

ماتريس متقارن

تعريف: ماتريس مربع A را متقارن مي نامند، هرگاه A=َA

مثال: ماتريس         متقارن است

زيرا

از تساوي A=َA نتجيه مي شود             a_ij=_ijَa

و در نتيجه              a_ij=a_ji

 بنابراين در ماتريس هاي متقارن درايه هايي كه موضع آنها نسبت به قطر اصلي قرينه اند با هم مساويند.

مثال: هر ماتريس قطري متقارن استن در نتيجه ماتريسهاي اسكالر و ماتريس واحد و ماتريس صفر متقارن هستند.

قضيه: اگر A و B دو ماتريس متقارن هم مرتبه باشند، در اين صورت A+B نيز متقارن است.

اثبات: چون A و B متقارن است پس A=َA  و B=َB بنابراين

َB+َA = َ((A+B

قضيه: اگر A متقارن و يك عدد حقيقي باشد، در اين صورت نيز متقارن است

اثبات:

قضيه: اگر A و B  دو ماتريس متقارن و تعويض پذير باشند، در اين صورت AB نيز متقارن است.

اثبات:

دتريمنال يك ماتريس:

به هر ماتريس مربع، عددي نسبت داده مي شود كه دترمينال آن ماتريس ناميده مي شود. دترمينان يك ماتريس مانند مشتق يك تابع، اطلاعاتي در مورد آن ماتريس در اختيار مي گذارد. براي مثال با استفاده از دترمينان مي توان دريافت كه يك ماتريس وارون دارد يا خير؟ و اينكه در حل دستگاههاي n  معادله n مجهولي مي توان از دترمينان استفاده كرد.

دترمينان ماتريس هاي 1×1

فرض كنيد    يك ماتريس  باشد، دترمينان اين ماتريس كه با نماد det[a] نشان داده مي شود عبارت است از                  det[a]=a

دترمينان ماتريسهاي 2×2

ماتريس        را در نظر مي گيريم دترمينان A كه با هر يك از نمادهاي نشان مي دهند، به صورت زير تعريف مي شود.

مثال:

براي تعريف دترمينان يك ماتريس n*n لازم است قبل از آن مفاهيم كهاد و همسازه را بدانيم.

كهاد (مينور)

تعريف: فرض كنيد A=[a_ij] ماتريسي n*n باشد. ماتريسي را كه از حذف سطر iام ستون jام ماتريس A بدست مي آيد با M_ij نشان مي دهيم. دترمينان M_ij يعني را كهاد يا مينور a_ij مي نامند.

تعريف: فرض كنيد A=[a_ij] ماتريسي n*n باشد، همسازه      از زاويه a_ij به صورت زير تعريف مي شود.

تذكر: ^i+j(1-) در هر حالت مقادير 1 يا 1- را مي گيرد، در واقع

مثال: فرض كنيد

در اين صورت ماتريس حاصل از حذف سطر اول ستون دوم =A ₁₂M

تعريف دتريمنان ماتريس هاي n*n

تعريف: فرض كنيد A[a_ij] ماتريسي n*n باشد (n>2) در اين صورت دترمينان A به صورت زير تعريف مي شود.

با كمي دقت در فرمول بالا مشاهده مي شودكه در محاسبه دترمينان A فقط از درايه هاي سطر اول و كهاد آنها استفاده شده است. اين فرمول را در مورد هر سطر دلخواه ديگر هم مي توانيم بنويسيم. مثلاً فرمول بالا براي سطر iام به شكل زير است

ثابت مي شود كه مقدار بالا بستگي به iندارد و همان مقدار به دست مي آيد. فرمول بالا را بسط دترمينان نسبت به سطر iام مي نامند  و در محاسبه دترمينان نسبت به هر سطري كه بسط داده شود، حاصل همواره يكي است.

همچنين در فرمول بسط دترمينان به جاي استفاده از سطرهاي ماتريس مي توانيم از ستون هاي ماتريس استفاده كنيم و به فرمول زير كه بسط دترمينان نسبت به ستون jام نام دارد، برسيم.

در اين مورد نيز ثابت مي شودكه مقدار بالا بستگي به j ندارد و همان است.

مثال: مطلوب است محاسبه دترمينان A كه A به صورت زير است.

حل: دترمينان را نسبت به سطر اول بسط مي دهيم.

وارون يك ماتريس

براي حل معادلات به صورت ax=b در مجموعه اعداد حقيقي، بايد كاري كرد كه ضريب x برابر 1 شود. براي اين كار بايد طرفين را در وارون a يعني     ضرب كرد در نتيجه

البته، روشن است كه اين معادله را وقتي مي توان به اين صورت حل كرد كه نظير اين معادلات در ماتريس ها نيز مطرح است، يعني معادلات به صورت AX=C

كه در آن A و C ماتريسهاي مربع هستند، همانند اعداد راحت ترين كار براي حل اين نوع معادلات از ميان برداشتن A است، بعبارت ديگر طرفين معادله را مي بايست از سمت چپ در ماتريسي ضرب كنيم كه A را خنثي كند. منظور از خنثي كردن A آن است كه ماتريسي مانند B بدست آوريم به طوري كه BA=I در اين صورت B را وارون A و يا به عبارت دقيقتر وارون چپ A گويند.

تعريف: فرض كنيد A ماتريس n*n باشد. اگر ماتريسي مانند B وجود داشته باشد، به طوري كه در آن I ماتريس واحد مرتبه n است، ماتريس B را يك وارون A گويند. در اين صورت مي گويند A وارون پذير يا غير منفرد (ناتكين) است

مثال: نشان دهيد ماتريس وارون پذير است.

حل: با توجه به تعريف بايد ماتريسي 2×2 مانند B ارائه دهيم به طوري كه

AB=BA=I

براي اين كار فرض كنيد

بنابراين

از حل دستگاه فوق نتيجه مي شود كه

بنابراين

به سادگي مي توان ديد كه

بنابراين ماتريس     وارون است در نتيجه A وارون پذير است.

قضيه: وارون يك ماتريس در صورت وجود منحصر به فرد است.

اثبات: فرض كنيد A داراي دو وارون َA و ًA باشد، نشان مي دهيمَA = ًA

I ماتريس واحد است                   َIA=ًA

ًAA)َ=(A

(ً(AAَA=

IَA=

َA

قرارداد: اگر A يك ماتريس مربع وارون پذير باشد، در اين صورت وارون A را با ^1- A نشان مي دهند. بنابراين

A=I^1-A= ^1-AA

قضيه: فرض كنيد

و در اين صورت A وارون پذير است و

اثبات: در معادله صدق مي كند

يعني

پس A وارون پذير است، و همچنين

لینک دانلود اصل فایل

نوشته آشنايي با ماتريسها اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.