항등 행렬: 정의, 속성, 요약

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단위 행렬 의 특별한 종류이다 본부. 항등 행렬 I로 알고 있습니다.N 대각선의 모든 항이 1이고 주대각선에 속하지 않는 항이 0인 차수 n의 정방 행렬. 항등 행렬은 곱셈의 중립 요소로 간주됩니다. 즉, 행렬을 곱하면 항등 행렬에 의해 결과적으로 행렬 자체를 찾습니다. .

참조: 행렬의 행렬식은 무엇입니까?

이 기사의 주제

  • 1 - 항등 행렬에 대한 요약
  • 2 - 항등 행렬이란 무엇입니까?
    • ? 항등 행렬 유형
  • 3 - 항등 행렬의 속성
  • 4 - 항등 행렬의 곱셈
  • 5 - 항등 행렬에 대한 해결된 연습

항등 행렬에 대한 요약

  • 항등 행렬은 주 대각선 요소가 1이고 다른 요소가 0인 정사각 행렬입니다.

  • 다른 순서의 항등 행렬이 있습니다. 우리는 순서의 항등 행렬을 나타냅니다 N 내가 N.

  • 항등 행렬은 행렬 곱셈의 중립 요소, 즉, \( A\cdot I_n=A.\)

  • 정사각형 행렬과 그 역행렬의 곱은 항등 행렬입니다.

항등 행렬이란 무엇입니까?

항등 행렬은 특별한 유형의 정사각 행렬. 정사각 행렬은 주 대각선의 모든 요소가 1이고 다른 모든 요소가 0인 경우 항등 행렬로 알려져 있습니다. 그런 다음 모든 항등 행렬에서:

항등 행렬 유형

다른 순서의 항등 행렬이 있습니다. 순서 N 나로 표현된다N. 아래에서 다른 주문의 일부 행렬을 살펴보겠습니다.

  • 주문 1 항등 행렬:

\(I_1=\왼쪽[1\오른쪽]\)

  • 차수 2 항등 행렬:

\(I_2=\left[\begin{matrix}1&0\\0&1\\\end{matrix}\right]\)

  • 차수 3 항등 행렬:

\(I_3=\left[\begin{matrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

  • 차수 4 항등 행렬:

\(I_4=\left[\begin{matrix}1&0&0&0\\0&1&0&0\\0&0&1&0\\0&0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

  • 차수 5 항등 행렬:

\(I_5=\left[\begin{matrix}1&0&0&0&0\\0&1&0&0&0\\0&0&1&0&0\\0&0&0&1&0\\0&0&0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

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계속해서, 우리는 다른 순서의 항등 행렬을 작성할 수 있습니다.

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항등 행렬 속성

항등 행렬은 행렬 간 곱셈의 중립 요소이므로 중요한 속성을 가집니다. 이것은 항등 행렬을 곱한 모든 행렬은 그 자체와 같습니다.. 따라서, 주어진 행렬 M의 차수 N, 우리는:

\(I_n\cdot M=M\cdot I_n=M\)

항등 행렬의 또 다른 중요한 속성은 정사각 행렬의 곱과 그 역행렬 항등 행렬. 차수의 정사각 행렬 M이 주어지면 N, 역에 의한 M의 곱은 다음과 같이 제공됩니다.

\(M\cdot M^{-1}=I_n\)

읽기: 삼각 행렬이란 무엇입니까?

항등 행렬의 곱셈

행렬 M에 항등행렬을 곱하면 N, 결과적으로 행렬 M을 얻습니다. 아래에서 차수가 2인 항등 행렬에 의한 차수가 2인 행렬 M의 곱의 예를 봅시다.

\(A\ =\ \left(\begin{matrix}a_{11}&a_{12}\\a_{21}&a_{22}\\\end{matrix}\right) \) 그것은 \(I_n=\left(\begin{matrix}1&0\\0&1\\\end{matrix}\right)\)

다음과 같이 가정합니다.

\(A\cdot I_n=B\)

우리는:

\(B\ =\left(\begin{matrix}b_{11}&b_{12}\\b_{21}&b_{22}\\\end{matrix}\right)\)

따라서 A의 곱은 \(안에\) 그것은:

\(b_{11}=1\cdot a_{11}\cdot1+0\cdot a_{12}=a_{11}\)

\(b_{12}=0\cdot a_{11}+1\cdot a_{12}=a_{12}\)

\(b_{21}=1\cdot a_{21}+0\cdot a_{22}=a_{21}\)

\(b_{22}=0\cdot a_{21}+1\cdot a_{22}=a_{22}\)

행렬 B의 항은 행렬 A의 항과 동일합니다.

\(A\cdot I_n=\left[\begin{matrix}a_{11}&a_{12}\\a_{21}&a_{22}\\\end{matrix}\right]=A\)

  • 예:

존재 매트릭스 \(M=\ \left[\begin{matrix}1&4&0\\2&5&3\\-3\ &-2&1\\\end{matrix}\right]\), 행렬 사이의 제품을 계산 그리고 행렬 \(I_3\).

해결:

곱셈을 수행하면 다음을 얻습니다.

\(M\cdot I_3=\left[\begin{matrix}1&4&0\\2&5&3\\-3\ &-2&1\\\end{matrix}\right]\cdot\left[\begin{matrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

\(M\cdot I_3=\left[\begin{matrix}1\ \cdot\ 1\ +\ 0\ \cdot\ 4\ +\ 0\ \cdot\ 0&1\cdot0\ +\ 4\ \cdot\ 1\ +\ 0\cdot\ 0&1\cdot0+4\cdot0+0\cdot1\\2\cdot\ 1\ +\ 5\ \cdot\ 0\ + \ 3\ \c도트\ 0&2\ \c도트\ 0\ +\ 5 \ CDOT1+3 \ CDOT0 & 2 \ CDOT0+5 \ CDOT0+3 \ CDOT1 \\-3 \ CDOT1+\ 왼쪽 (-2 \ 오른쪽) \ CDOT0+1 \ CDOT0 & -3 \ CDOT0+\ left (-2 \ 오른쪽) \ CDOT1+1 \ CDO \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \+\+\ \ \ \ \ \+\+++\ \ wrome 1 \ cdot 1 \\\ end {matrix} \ right] \)

\(M\cdot I_3=\left[\begin{matrix}1&4&0\\2&5&3\\-3\ &-2&1\\\end{matrix}\right]\)

항등 행렬에 대한 해결된 연습

질문 1

다음과 같이 정의되는 차수 3의 정사각 행렬이 있습니다. \(a_{ij}=1 \) 언제 \(i=j\) 그것은 \(a_{ij}=0\) 그것은 언제 \(i\neq j\). 이 행렬은 다음과 같습니다.

ㅏ) \( \left[\begin{matrix}1&1&1\\1&1&1\\1&1&1\\\end{matrix}\right]\)

비) \( \left[\begin{matrix}0&0&1\\0&1&0\\1&0&0\\end{matrix}\right]\)

승) \( \left[\begin{matrix}0&1&1\\0&0&1\\0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

디) \( \left[\begin{matrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

그리고) \( \left[\begin{matrix}1&0&0\\1&1&0\\1&1&1\\\end{matrix}\right]\)

해결:

대안 D

매트릭스를 분석하면 다음이 있습니다.

\(a_{12}=a_{13}=a_{21}=a_{23}=a_{31}=a_{32}=0\)

\(a_{11}=a_{22}=a_{33}=1\)

따라서 행렬은 다음과 같습니다.

\(\left[\begin{matrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\\\end{matrix}\right]\)

질문 2

(UEMG) 역행렬의 경우 \(A=\left[\begin{matrix}2&3\\3&x\\\end{matrix}\right]\) é \( \left[\begin{matrix}5&-3\\-3&2\\\end{matrix}\right]\), x의 값은 다음과 같습니다.

가) 5

나) 6

다) 7

라) 9

해결:

대안 A

행렬을 곱하면 곱이 항등 행렬과 같다는 것을 알 수 있습니다. 행렬의 두 번째 행과 역행렬의 첫 번째 열의 곱을 계산하면 다음과 같습니다.

\(3\cdot5+x\cdot\왼쪽(-3\오른쪽)=0\)

\(15-3x=0\)

\(-\ 3x=0-15\ \)

\(-\ 3x=-\ 15\)

\(x=\frac{-15}{-3}\)

\(x=5\ \)

라울 로드리게스 데 올리베이라
수학 선생님

학교나 학업에서 이 텍스트를 참조하시겠습니까? 바라보다:

올리베이라, 라울 로드리게스 드. "단위 행렬"; 브라질 학교. 가능: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/matriz-identidade.htm. 2023년 7월 20일에 액세스함.

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