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v1 · padrão canônico

Lezione 31 — Introduzione alle matrici

Matrice come tabella rettangolare di numeri. Notazione, dimensioni, uguaglianza, tipi speciali.

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math II japonês · Equiv. Klasse 10 alemã · Pré-cálculo norte-americano §11.5

A=(aij)m×n=(a11a12a1na21a22a2nam1am2amn)A = (a_{ij})_{m \times n} = \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & \cdots & a_{1n} \\ a_{21} & a_{22} & \cdots & a_{2n} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{m1} & a_{m2} & \cdots & a_{mn} \end{pmatrix}
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Definizione e tipi

Tipi speciali

  • Quadrata (m=nm = n): stesso numero di righe e colonne.
  • Riga (1×n1 \times n): una riga, vettore-riga.
  • Colonna (m×1m \times 1): una colonna, vettore-colonna.
  • Diagonale: quadrata con aij=0a_{ij} = 0 per iji \neq j.
  • Identità (InI_n): diagonale con diagonali =1= 1.
  • Nulla: tutti gli elementi sono 0.
  • Triangolare superiore: aij=0a_{ij} = 0 per i>ji > j.
  • Triangolare inferiore: aij=0a_{ij} = 0 per i<ji < j.
  • Simmetrica: AT=AA^T = A, cioè aij=ajia_{ij} = a_{ji}.
  • Antisimmetrica: AT=AA^T = -A, cioè aij=ajia_{ij} = -a_{ji}.

Diagonale di una matrice quadrata

La diagonale principale è {aii}\{a_{ii}\}. Traccia: tr(A)=aii\text{tr}(A) = \sum a_{ii}.

Exercise list

30 exercises · 7 with worked solution (25%)

Application 20Modeling 10
  1. Ex. 31.1Application
    Identifica la dimensione di A=(123456)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \\ 5 & 6 \end{pmatrix}.
  2. Ex. 31.2Application
    Scrivi una matrice 3×33 \times 3 identità.
  3. Ex. 31.3ApplicationAnswer key
    Scrivi una matrice nulla 2×42 \times 4.
  4. Ex. 31.4Application
    Per A=(5234)A = \begin{pmatrix} 5 & -2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}, identifica a11,a12,a21,a22a_{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}.
  5. Ex. 31.5Application
    Costruisci una matrice A2×3A_{2 \times 3} tale che aij=i+ja_{ij} = i + j.
  6. Ex. 31.6Application
    Costruisci A3×3A_{3 \times 3} tale che aij=ija_{ij} = i \cdot j.
  7. Ex. 31.7Application
    Verifica se A=(1223)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 2 & 3 \end{pmatrix} è simmetrica.
  8. Ex. 31.8Application
    Verifica se A=(0110)A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -1 & 0 \end{pmatrix} è antisimmetrica.
  9. Ex. 31.9Application
    Traccia di (123456789)\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{pmatrix}.
  10. Ex. 31.10Application
    Per quale xx vale (x23x)=(5235)\begin{pmatrix} x & 2 \\ 3 & x \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 5 & 2 \\ 3 & 5 \end{pmatrix}?
  11. Ex. 31.11ApplicationAnswer key
    Costruisci una qualsiasi matrice triangolare superiore 3×33 \times 3.
  12. Ex. 31.12Application
    Costruisci una matrice diagonale 3×33 \times 3 con diagonali 2,1,52, -1, 5.
  13. Ex. 31.13ApplicationAnswer key
    Identifica l'elemento a32a_{32} di (123456789)\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{pmatrix}.
  14. Ex. 31.14Application
    Per Am×nA_{m \times n} con m=nm = n, qual è la matrice?
  15. Ex. 31.15Application
    Quanti elementi ha una matrice 4×54 \times 5?
  16. Ex. 31.16Application
    Costruisci A2×2A_{2 \times 2} con aij=(1)i+ja_{ij} = (-1)^{i+j}.
  17. Ex. 31.17Application
    Mostra che matrice simmetrica + antisimmetrica è generale.
  18. Ex. 31.18Application
    Verifica se (100010001)\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} è identità.
  19. Ex. 31.19ApplicationAnswer key
    Decidi: la matrice (0110)\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} è simmetrica?
  20. Ex. 31.20Application
    Costruisci una matrice 5×55 \times 5 identità. Quanti zeri?
  21. Ex. 31.21ModelingAnswer key
    Voti di 3 studenti in 4 materie: monta matrice 3×43 \times 4.
  22. Ex. 31.22Modeling
    Distanze tra 4 città: matrice simmetrica 4×44 \times 4 con diagonale nulla.
  23. Ex. 31.23ModelingAnswer key
    Immagine in scala di grigi 2×32 \times 3. Ogni elemento da 0 (nero) a 255 (bianco).
  24. Ex. 31.24Modeling
    Tabella di prezzi per negozio × prodotto: matrice.
  25. Ex. 31.25Modeling
    In ML, dataset con nn campioni × dd feature: matrice n×dn \times d.
  26. Ex. 31.26Modeling
    Sistema lineare {2x+3y=5xy=1\begin{cases} 2x + 3y = 5 \\ x - y = 1 \end{cases} → matrice aumentata.
  27. Ex. 31.27Modeling
    Matrice di adiacenza di grafo: Aij=1A_{ij} = 1 se c'è un arco tra vertice ii e jj, 00 altrimenti.
  28. Ex. 31.28Modeling
    Tabella Kanban: 3 fasi × 5 attività. Matrice binaria.
  29. Ex. 31.29Modeling
    In finanza, matrice di correlazione 5×55 \times 5 tra azioni: simmetrica, diagonale =1= 1.
  30. Ex. 31.30ModelingAnswer key
    In produzione, matrice costo ×\times quantità: ogni elemento è il costo totale di quella combinazione.

Fonti di questa lezione

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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