Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Lekcja 31 — Wprowadzenie do macierzy

Macierz jako prostokątna tabela liczb. Notacja, wymiary, równość, typy specjalne.

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}
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Definicja i typy

Typy specjalne

  • Kwadratowa (m=nm = n): ta sama liczba wierszy i kolumn.
  • Wierszowa (1×n1 \times n): jeden wiersz, wektor wierszowy.
  • Kolumnowa (m×1m \times 1): jedna kolumna, wektor kolumnowy.
  • Diagonalna: kwadratowa z aij=0a_{ij} = 0 dla iji \neq j.
  • Jednostkowa (InI_n): diagonalna z elementami diagonali =1= 1.
  • Zerowa: wszystkie elementy są 0.
  • Górnotrójkątna: aij=0a_{ij} = 0 dla i>ji > j.
  • Dolnotrójkątna: aij=0a_{ij} = 0 dla i<ji < j.
  • Symetryczna: AT=AA^T = A, czyli aij=ajia_{ij} = a_{ji}.
  • Antysymetryczna: AT=AA^T = -A, czyli aij=ajia_{ij} = -a_{ji}.

Diagonala macierzy kwadratowej

Główna diagonala to {aii}\{a_{ii}\}. Ślad: 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
    Zidentyfikuj wymiar A=(123456)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \\ 5 & 6 \end{pmatrix}.
  2. Ex. 31.2Application
    Napisz macierz jednostkową 3×33 \times 3.
  3. Ex. 31.3ApplicationAnswer key
    Napisz macierz zerową 2×42 \times 4.
  4. Ex. 31.4Application
    Dla A=(5234)A = \begin{pmatrix} 5 & -2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}, zidentyfikuj a11,a12,a21,a22a_{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}.
  5. Ex. 31.5Application
    Skonstruuj macierz A2×3A_{2 \times 3} taką, że aij=i+ja_{ij} = i + j.
  6. Ex. 31.6Application
    Skonstruuj A3×3A_{3 \times 3} taką, że aij=ija_{ij} = i \cdot j.
  7. Ex. 31.7Application
    Sprawdź, czy A=(1223)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 2 & 3 \end{pmatrix} jest symetryczna.
  8. Ex. 31.8Application
    Sprawdź, czy A=(0110)A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -1 & 0 \end{pmatrix} jest antysymetryczna.
  9. Ex. 31.9Application
    Ślad (123456789)\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{pmatrix}.
  10. Ex. 31.10Application
    Dla jakiego xx zachodzi (x23x)=(5235)\begin{pmatrix} x & 2 \\ 3 & x \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 5 & 2 \\ 3 & 5 \end{pmatrix}?
  11. Ex. 31.11ApplicationAnswer key
    Skonstruuj dowolną macierz górnotrójkątną 3×33 \times 3.
  12. Ex. 31.12Application
    Skonstruuj macierz diagonalną 3×33 \times 3 z diagonalami 2,1,52, -1, 5.
  13. Ex. 31.13ApplicationAnswer key
    Zidentyfikuj element a32a_{32} macierzy (123456789)\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \\ 7 & 8 & 9 \end{pmatrix}.
  14. Ex. 31.14Application
    Dla Am×nA_{m \times n} z m=nm = n, jaka to macierz?
  15. Ex. 31.15Application
    Ile elementów ma macierz 4×54 \times 5?
  16. Ex. 31.16Application
    Skonstruuj A2×2A_{2 \times 2} z aij=(1)i+ja_{ij} = (-1)^{i+j}.
  17. Ex. 31.17Application
    Pokaż, że macierz symetryczna + antysymetryczna jest ogólna.
  18. Ex. 31.18Application
    Sprawdź, czy (100010001)\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} jest jednostkowa.
  19. Ex. 31.19ApplicationAnswer key
    Zdecyduj: czy macierz (0110)\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} jest symetryczna?
  20. Ex. 31.20Application
    Skonstruuj macierz jednostkową 5×55 \times 5. Ile zer?
  21. Ex. 31.21ModelingAnswer key
    Oceny 3 uczniów z 4 przedmiotów: zbuduj macierz 3×43 \times 4.
  22. Ex. 31.22Modeling
    Odległości między 4 miastami: macierz symetryczna 4×44 \times 4 z diagonalą zerową.
  23. Ex. 31.23ModelingAnswer key
    Obraz w skali szarości 2×32 \times 3. Każdy element od 0 (czarny) do 255 (biały).
  24. Ex. 31.24Modeling
    Tabela cen według sklepu × produkt: macierz.
  25. Ex. 31.25Modeling
    W ML, zbiór danych z nn próbkami × dd cechami: macierz n×dn \times d.
  26. Ex. 31.26Modeling
    Układ liniowy {2x+3y=5xy=1\begin{cases} 2x + 3y = 5 \\ x - y = 1 \end{cases} → macierz rozszerzona.
  27. Ex. 31.27Modeling
    Macierz sąsiedztwa grafu: Aij=1A_{ij} = 1 jeśli istnieje krawędź między wierzchołkami ii i jj, w przeciwnym razie 00.
  28. Ex. 31.28Modeling
    Tabela Kanban: 3 etapy × 5 zadań. Macierz binarna.
  29. Ex. 31.29Modeling
    W finansach, macierz korelacji 5×55 \times 5 między akcjami: symetryczna, diagonala =1= 1.
  30. Ex. 31.30ModelingAnswer key
    W produkcji, macierz koszt ×\times ilość: każdy element to całkowity koszt tej kombinacji.

Źródła tej lekcji

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

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.