Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf ·...

57
Matrices Particionadas Ma130 - p. 1/24 Álgebra Matricial y Optimización Ma130 Matrices Particionadas Departamento de Matemáticas ITESM

Transcript of Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf ·...

Page 1: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

Matrices Particionadas Ma130 - p. 1/24

Álgebra Matricial y OptimizaciónMa130

Matrices ParticionadasDepartamento de Matemáticas

ITESM

Page 2: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 2/24

Submatriz

Una submatriz de una matriz A es una matriz quepuede ser obtenida de A eliminando algunosrenglones y algunas columnas.

Page 3: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 2/24

Submatriz

Una submatriz de una matriz A es una matriz quepuede ser obtenida de A eliminando algunosrenglones y algunas columnas.Ejemplo

Si

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

Page 4: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 2/24

Submatriz

Una submatriz de una matriz A es una matriz quepuede ser obtenida de A eliminando algunosrenglones y algunas columnas.Ejemplo

Si

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

Algunas submatrices son

[

2 3 −2 1

−2 0 −2 5

]

,

2 −2 1

1 10 2

−2 −2 5

,

[

2 −2

1 10

]

Page 5: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 3/24

Ejercicio 1

Si A es una matriz m × n, ¿cuántassubmatrices tiene?

Page 6: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 3/24

Ejercicio 2

Si A es una matriz m × n, ¿cuántassubmatrices r × s tiene?

Page 7: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 4/24

Submatriz principal

Una submatriz de una matriz cuadrada A se dicesubmatriz principal si es obtenida de A eliminandolos mismos renglones que columnas.

Page 8: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 4/24

Submatriz principal

Una submatriz de una matriz cuadrada A se dicesubmatriz principal si es obtenida de A eliminandolos mismos renglones que columnas.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

0 −3 1 5

−2 0 −2 5

Page 9: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 4/24

Submatriz principal

Una submatriz de una matriz cuadrada A se dicesubmatriz principal si es obtenida de A eliminandolos mismos renglones que columnas.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

0 −3 1 5

−2 0 −2 5

Algunas submatrices principales son

[

2 1

−2 5

]

,

2 3 −2

1 3 10

0 −3 1

,

[

3 2

0 5

]

Page 10: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 5/24

Ejercicio 3

Si A es una matriz n × n, ¿cuántassubmatrices principales tiene?

Page 11: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 5/24

Ejercicio 4

Si A es una matriz n × n, ¿cuántassubmatrices r × r principales tiene?

Page 12: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 6/24

Submatriz principal primera

Una submatriz de una matriz cuadrada A n × n sedice submatriz principal primera r × r si esobtenida de A eliminando últimos n − r renglonesy las n − r últimas columnas.

Page 13: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 6/24

Submatriz principal primera

Una submatriz de una matriz cuadrada A n × n sedice submatriz principal primera r × r si esobtenida de A eliminando últimos n − r renglonesy las n − r últimas columnas.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

0 −3 1 5

−2 0 −2 5

Page 14: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 6/24

Submatriz principal primera

Una submatriz de una matriz cuadrada A n × n sedice submatriz principal primera r × r si esobtenida de A eliminando últimos n − r renglonesy las n − r últimas columnas.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

0 −3 1 5

−2 0 −2 5

2 3 −2

1 3 10

0 −3 1

,

[

2 3

1 3

]

Page 15: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 7/24

Ejercicio 5

Si A es una matriz n × n, ¿cuántassubmatrices principales primeras tiene?

Page 16: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 8/24

Matriz particionada

Una matriz A puede ser considerada como unamatriz particionada dibujando líneas verticalesentre las columnas o líneas horizontales entre losrenglones.

Page 17: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 8/24

Matriz particionada

Una matriz A puede ser considerada como unamatriz particionada dibujando líneas verticalesentre las columnas o líneas horizontales entre losrenglones.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

Page 18: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 8/24

Matriz particionada

Una matriz A puede ser considerada como unamatriz particionada dibujando líneas verticalesentre las columnas o líneas horizontales entre losrenglones.Ejemplo

A =

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

,

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

,

2 3 −2 1

1 3 10 2

−2 0 −2 5

Page 19: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 9/24

Ejercicio 6

Si A es una matriz m × n, ¿de cuántasmaneras se puede particionar?

Page 20: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 10/24

Si

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

es una partición válida si:

Page 21: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 10/24

Si

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

es una partición válida si:1. Todas las submatrices Ai1, Ai2, . . . ,Aic tienen el

mismo número de renglones, y

Page 22: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 10/24

Si

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

es una partición válida si:1. Todas las submatrices Ai1, Ai2, . . . ,Aic tienen el

mismo número de renglones, y2. todas las submatrices A1j, A2j, . . . ,Arj tienen

el mismo número de columnas.

Page 23: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 11/24

En el caso que la matriz A se particione como

A11 A12 · · · A1r

A21 A22 · · · A2r

......

...Ar1 Ar2 · · · Arr

Page 24: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 11/24

En el caso que la matriz A se particione como

A11 A12 · · · A1r

A21 A22 · · · A2r

......

...Ar1 Ar2 · · · Arr

A todas las submatrices Aii se le llama el bloquediagonal.

Page 25: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 11/24

En el caso que la matriz A se particione como

A11 A12 · · · A1r

A21 A22 · · · A2r

......

...Ar1 Ar2 · · · Arr

A todas las submatrices Aii se le llama el bloquediagonal. Se dice también que las matrices Aij

para i 6= j se dicen que están fuera del bloquediagonal.

Page 26: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 12/24

Matriz diagonal por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 0 · · · 0

0 A22 · · · 0

......

. . ....

0 0 · · · Arr

Page 27: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 12/24

Matriz diagonal por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 0 · · · 0

0 A22 · · · 0

......

. . ....

0 0 · · · Arr

Se dice que la matriz A es una matriz diagonalpor bloques.

Page 28: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 13/24

Matriz triangular superior por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 A12 · · · A1r

0 A22 · · · A2r

......

. . ....

0 0 · · · Arr

Page 29: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 13/24

Matriz triangular superior por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 A12 · · · A1r

0 A22 · · · A2r

......

. . ....

0 0 · · · Arr

Se dice que la matriz A es una matriz triangularsuperior por bloques.

Page 30: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 14/24

Matriz triangular inferior por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 0 · · · 0

A21 A22 · · · 0

......

. . ....

Ar1 Ar2 · · · Arr

Page 31: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 14/24

Matriz triangular inferior por bloques

En el caso que la matriz A se particione como

A11 0 · · · 0

A21 A22 · · · 0

......

. . ....

Ar1 Ar2 · · · Arr

Se dice que la matriz A es una matriz triangularinferior por bloques.

Page 32: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 15/24

Múltiplos escalares

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Page 33: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 15/24

Múltiplos escalares

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

k A =

Page 34: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 15/24

Múltiplos escalares

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

k A =

k A11 k A12 · · · k A1c

k A21 k A22 · · · k A2c

......

...k Ar1 k Ar2 · · · k Arc

Page 35: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 16/24

La inversa aditiva

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Page 36: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 16/24

La inversa aditiva

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

−A =

Page 37: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 16/24

La inversa aditiva

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

−A =

−A11 −A12 · · · −A1c

−A21 −A22 · · · −A2c

......

...−Ar1 −Ar2 · · · −Arc

Page 38: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 17/24

La transpuesta

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Page 39: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 17/24

La transpuesta

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

AT =

Page 40: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 17/24

La transpuesta

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

Entonces

AT =

AT11

AT21

· · · ATr1

AT12

AT22

· · · ATr2

......

...A

T1c A

T2c · · · A

Trc

Page 41: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 18/24

La suma

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1c

B21 B22 · · · B2c

......

...Br1 Br2 · · · Brc

son compatibles para la adición

Page 42: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 18/24

La suma

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1c

B21 B22 · · · B2c

......

...Br1 Br2 · · · Brc

son compatibles para la adición , entonces

A+B =

Page 43: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 18/24

La suma

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1c

B21 B22 · · · B2c

......

...Br1 Br2 · · · Brc

son compatibles para la adición , entonces

A+B =

A11 + B11 A12 + B12 · · · A1c + B1c

A21 + B21 A22 + B22 · · · A2c + B2c

......

...Ar1 + Br1 Ar2 + Br2 · · · Arc + Brc

Page 44: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 19/24

La multiplicación

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1q

B21 B22 · · · B2q

......

...Bc1 Bc2 · · · Bcq

son compatibles para la multiplicación

Page 45: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 19/24

La multiplicación

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1q

B21 B22 · · · B2q

......

...Bc1 Bc2 · · · Bcq

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

Page 46: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 19/24

La multiplicación

Si

A =

A11 A12 · · · A1c

A21 A22 · · · A2c

......

...Ar1 Ar2 · · · Arc

,B =

B11 B12 · · · B1q

B21 B22 · · · B2q

......

...Bc1 Bc2 · · · Bcq

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

F11 F12 · · · F1q

F21 F22 · · · F2q

......

...Fr1 Fr2 · · · Frq

Page 47: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 20/24

Donde

Fij =

c∑

k=1

AikBkj

Page 48: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 21/24

Ejemplo

Si

A =

[

A11 A12

A21 A22

]

,B =

[

B11 B12

B21 B22

]

son compatibles para la multiplicación

Page 49: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 21/24

Ejemplo

Si

A =

[

A11 A12

A21 A22

]

,B =

[

B11 B12

B21 B22

]

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

Page 50: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 21/24

Ejemplo

Si

A =

[

A11 A12

A21 A22

]

,B =

[

B11 B12

B21 B22

]

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

[

A11B11 + A12B21 A11B12 + A12B22

A21B11 + A22B21 A21B12 + A22B22

]

Page 51: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 22/24

Ejemplo

Si

A = [A1,A2, . . . ,Ac] ,B =

B1

B2

...Bc

son compatibles para la multiplicación

Page 52: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 22/24

Ejemplo

Si

A = [A1,A2, . . . ,Ac] ,B =

B1

B2

...Bc

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

Page 53: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 22/24

Ejemplo

Si

A = [A1,A2, . . . ,Ac] ,B =

B1

B2

...Bc

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

c∑

k=1

AkBk = A1B1 + · · · + AcBc

Page 54: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 23/24

Ejemplo

Si

A =

A1

A2

...Ar

,B = [B1,B2, . . . ,Bc]

son compatibles para la multiplicación

Page 55: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 23/24

Ejemplo

Si

A =

A1

A2

...Ar

,B = [B1,B2, . . . ,Bc]

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

Page 56: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 23/24

Ejemplo

Si

A =

A1

A2

...Ar

,B = [B1,B2, . . . ,Bc]

son compatibles para la multiplicación , entonces

AB =

A1B1 A1B2 · · · A1Bc

A2B1 A2B2 · · · A2Bc

......

...ArB1 ArB2 · · · ArBc

Page 57: Álgebra Matricial y Optimización Ma130cb.mty.itesm.mx/materias/ma4011/materiales/a130-02.pdf · Escalares Inversas Transpuesta Suma Multiplicacion´ Matrices Particionadas Ma130

SubmatrizSubmatriz PrincipalPrincipal primeraMatriz ParticionadaDiagonal porBloquesTriangular SuperiorTriangular InferiorEscalaresInversasTranspuestaSumaMultiplicacion

Matrices Particionadas Ma130 - p. 24/24

Ejercicio 7

Busque información y reporte cómo sepueden construir matrices por particionadaso por bloques en Maple, MatLab o algunacalculadora (TIs o HPs).