ویژگی ماتریس‌های پوچ توان

مقطع تحصیلی: عمومی
غیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستاره
 

ویژگی‌های ماتریس‌های پوچ توان: در این مطلب سعی نموده‌ایم، ویژگی‌های مهمی که در بین ماتریس‌های پوچ توان برقرار می‌باشد، را ارائه کنیم.

ویژگی ۱. هر ماتریس بالامثلثی یا ماتریس پایین مثلثی که درایه‌های روی قطر اصلی آن صفر باشد حتما ماتریس پوچ توان است.

مثال ۱. نشان دهید که  ماتریسهای زیر ماتریس‌‌های پوچ توان هستند.

\(A=\begin{bmatrix} 0&1&2&3\\0&0&2&3\\0&0&0&2\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix}\)

همانطور که مشاهده می‌کنید، تمام درایه‌های زیر قطر اصلی ماتریس فوق صفر می‌باشد، پس این ماتریس یک ماتریس بالامثلثی خواهد بود. طبق ویژگی ۱، این  ماتریس یک ماتریس پوچ توان خواهد بود. برای نشان دادن این موضوع کافی است که ماتریس A را حداکثر به تعداد سطرها یا ستون‌هایش در خودش ضرب کنید. لذا داریم:

\( A*A=\begin{bmatrix} 0&1&2&3\\0&0&2&3\\0&0&0&2\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 0&1&2&3\\0&0&2&3\\0&0&0&2\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0&0&2&7\\0&0&0&4\\0&0&0&0\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix}\)

حال ماتریس حاصل شده را دوباره در ماتریس A ضرب کنید، خواهید داشت:

\(A^2 * A=  \begin{bmatrix} 0&0&2&7\\0&0&0&4\\0&0&0&0\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 0&1&2&3\\0&0&2&3\\0&0&0&2\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} 0&0&0&4\\0&0&0&0\\0&0&0&0\\0&0&0&0\\ \end{bmatrix}\)

و در نهایت اگر بار دیگر ماتریس حاصل شده را در ماتریس A را ضرب کنید ماتریس صفر حاصل خواهد شد. لذا یک ماتریس پوچ توان خواهد بود. 


ویژگی ۲. فرض کنید که ‎A‌‏ و B‌‌‎ دو ماتریس مربعی از مرتبه \( n\times n\)، پوچ توان و تعویض پذیر باشند. در اینصورت ماتریس ‎A+B‌‏ نیز یک ماتریس پوچ توان خواهد بود.

مثال ۲. دو ماتریس  A و B را به شکل زیر در نظر بگیرید. بررسی کنید که آیا مجموع این دو ماتریس خودتوان است.

\(A=\begin{bmatrix}0&1\\0 &0\\ \end{bmatrix} , B=\begin{bmatrix} 0&0\\1&0\\ \end{bmatrix}\)

با توجه به ویژگی ۱، دو ماتریس A و B پوچ توان هستند. ولی مجموع این دو ماتریس پوچ توان نخواهد بود، زیرا با توجه به ویژگی دو باید این دو ماتریس تعویض پذیر هم باشند، ولی می‌توان مشاهده نمود که \(AB\neq BA\)  لذا  مجموع این دو ماتریس پوچ توان نخواهد شد. با توجه به اینکه  مجموع دو ماتریس A و B به صورت زیر خواهد شد، داریم:

\(A+B= \begin{bmatrix}0&1\\0 &0\\ \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} 0&0\\1&0\\ \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 0&1\\1&0\\ \end{bmatrix}\)

و با بررسی پوچ توانی خواهیم داشت:

\((A+B)*(A+B)=\begin{bmatrix} 1&0\\0&1\\ \end{bmatrix}\)

در نتیجه این ماتریس هرگز پوچ توان نخواهد شد. 


ویژگی ۳.  فرض کنید که ‎A‌‏ یک ماتریس ‎\(‎ n ‌‌‌‎\times n ‌‌‌‎\)‌‌‏ بر روی یک میدان F‎ و ‎پوچ‎ توان باشد‏. در اینصورت ماتریس‎\(‌‎ ‌‎\lambda A ‌‌‌‎\)‌‌‏ پوچ توان خواهد بود.

تمرین ۱.  ثابت کنید که ماتریس زیر پوچ توان است. 

\(A=\begin{bmatrix} 0&1+i&3\\ 0&0&i\\ 0&i&0 \\ \end{bmatrix},  \lambda = 2i+1,  \lambda A =?\) 


ویژگی ۴.  فرض کنید که A‎ و B‌‌‌‎ دو ماتریس تعویض پذیر باشند، اگر یکی از دو ماتریسهای A و B پوچ توان باشند، آنگاه ‎AB‌‏ ماتریس پوچ توان خواهد بود.


ویژگی ۵. ماتریس صفر تنها ماتریسی است که هم خود توان و هم پوچ توان است.


ویژگی ۶. فرض کنید که ماتریس A‌‌‎ پوچ توان باشد. اگر تابع \(f(x)\)‏ یک تابع چندجمله‌ای با جمله ثابت صفر باشد، در اینصورت f(A)‎ یک ماتریس ‏پوچ توان است.



تمرین ۲. 
نشان دهید کدامیک از ماتریسهای زیر پوچ توان است. 

۱. \(A=\begin{bmatrix} 0&i&3i\\ 0&0&-1\\ 0&i&i \\ \end{bmatrix},  \lambda = 5i, \lambda A=?\)

۲. \(f(x)=x^2+x, f(A)=?\)

۳.  \(A=\begin{bmatrix} 0&i&3i\\ 0&0&-1\\ 0&i&i \\ \end{bmatrix} , B= \begin{bmatrix} 1&2&3i\\ 0&5&-1\\ 0&-i&i \\ \end{bmatrix},   AB=?\)

نظر خود را اضافه کنید.

ارسال نظر به عنوان مهمان

0
نظر شما به دست مدیر خواهد رسید
  • هیچ نظری یافت نشد

جدیدترین محصولات

حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم فصل چهارم حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم فصل چهارم بازدید (629)
حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم ف...
دو فصل اول کتاب خودآموز سریع متلب (MATLAB) استاد مس فروش دو فصل اول کتاب خودآموز سریع متلب (MATLAB) استاد مس فروش بازدید (637)
مقدمه و فهرست مطالب به همراه دو فصل اول ...
آمادگی برای امتحان ریاضی عمومی - انتگرال دوگانه و سه گانه آمادگی برای امتحان ریاضی عمومی - انتگرال دوگانه و سه گانه بازدید (845)
مسائل حل شده در مبحث انتگرال دوگانه و سه...
جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور بازدید (920)
جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور ...
حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم فصل سوم حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم فصل سوم بازدید (1063)
حل تمرین های کتاب کارپوچینو ریاضی هشتم ف...

فایل های تصادفی

جبرخطی اونان جبرخطی اونان... بازدید (13356)
کتاب جبرخطی مایکل اونان، ترجمه دکتر علی ...
حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سبز  فصل  نهم حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سب... بازدید (3326)
حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سب...
جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور... بازدید (920)
جزوه کامل فضاهای متریک استاد برزور ...
پاسخ تشریحی آزمون پایانی هندسه دهم دبیرستان نمونه شهرستان انار مورخ 13960313 پاسخ تشریحی آزمون پایانی هندسه دهم دبیرس... بازدید (6054)
پاسخ تشریحی آزمون پایانی هندسه پایه دهم ...
حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سبز  فصل پنجم حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سب... بازدید (4370)
حل تمرین های کتاب کار ریاضی هفتم خیلی سب...

پربازدیدترین محصولات

حل المسائل کتاب نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین حل المسائل کتاب نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین بازدید (41816)
پاسخ سوالات و تمرینات کتاب نظریه مجموعه ...
مثلث نوشته دکتر میرزاوزیری مثلث نوشته دکتر میرزاوزیری بازدید (28409)
کتاب مثلث دکتر میرزاوزیری ، رمز فایل www...
اشتباه سوزنبان دکتر میرزاوزیری اشتباه سوزنبان دکتر میرزاوزیری بازدید (27576)
نویسنده : دکتر مجید میرزاوزیری ؛ چاپ او...
حافظه استاد، نوشته دکتر میرزاوزیری حافظه استاد، نوشته دکتر میرزاوزیری بازدید (25825)
حافظه استاد، نوشته دکتر میرزاوزیری چاپ...
آشنایی با نظریه گراف، دوگلاس بی وست آشنایی با نظریه گراف، دوگلاس بی وست بازدید (25428)
دانلود کامل کتاب آشنایی با نظریه گراف دو...
  • تهران و کرج
  • 09190-24816-0
  • این ایمیل آدرس توسط سیستم ضد اسپم محافظت شده است. شما میباید جاوا اسکریپت خود را فعال نمایید

امنیت در پرداخت ها با

ارسال پیام برای ما

  Mail is not sent.   Your email has been sent.
بالا