طريقة الاستخدام
- اكتب المصفوفة A في المصفوفة A، صفاً في كل سطر، مع مسافات بين أعداد الصف الواحد.
- اختر العملية. للجمع أو الطرح أو الضرب، اكتب المصفوفة B في المصفوفة B (للجمع والطرح والضرب).
- اقرأ النتيجة والمصفوفة. وللمحدد والمعكوس، راجع قابلة للعكس؟.
- اتبع طريقة الحساب لترى كل عنصر أو عملية صفية.
الضرب والجمع والمنقول
تُجمع المصفوفتان أو تُطرحان عنصراً بعنصر، لذلك يجب أن يكون لهما الحجم نفسه. وكل عنصر في الجداء A × B هو مجموع حواصل ضرب صف من A في عمود من B، لذلك يجب أن يساوي عدد أعمدة A عدد صفوف B.
المنقول يبدّل الصفوف بالأعمدة: العنصر في الصف i والعمود j ينتقل إلى الصف j والعمود i.
(A × B) في الصف i والعمود j = Σ a(i,k) × b(k,j)، على كل k
المحدد والمعكوس والرتبة
يُحسب محدد المصفوفة المربعة بالاختزال الصفي. إضافة مضاعف صف إلى صف آخر لا تغيّره، وتبديل صفين يغيّر إشارته، لذلك فالمحدد هو حاصل ضرب عناصر القطر في الصيغة المثلثية مع تلك الإشارة.
يُحسب المعكوس بحذف غاوس-جوردان: العمليات الصفية نفسها التي تحوّل A إلى مصفوفة الوحدة تحوّل مصفوفة الوحدة إلى A⁻¹. والمصفوفة ذات المحدد 0 شاذة، ولا معكوس لها. والرتبة هي عدد المحاور في الصيغة الدرجية المختزلة للصفوف.
ما لا تغطيه الحاسبة
- المصفوفات الأكبر من 8 صفوف أو 8 أعمدة، والمصفوفات التي فيها أعداد مركبة.
- القيم الذاتية والتحليلات والمعادلات المصفوفية ذات المجاهيل. وللأنظمة الخطية استخدم حاسبة حل نظام المعادلات الخطية.
- التقريبات العشرية: كل النتائج دقيقة، لذلك يظهر المدخل العشري على صورة كسر.
مثال محلول: معكوس المصفوفة ذات الصفين 2 1 و1 3
المحدد هو 2 × 3 − 1 × 1 = 5، وهو لا يساوي 0، لذلك للمصفوفة معكوس. يعطي حذف غاوس-جوردان المعكوس، وصفاه 3/5 −1/5 و−1/5 2/5.
للتحقق: المصفوفة ذات الصفين 2 1 و1 3 مضروبة في معكوسها تعطي مصفوفة الوحدة ذات الصفين 1 0 و0 1.
| النتيجة | |
|---|---|
| المحدد | 5 |
| المعكوس، الصف 1 | 3/5 و−1/5 |
| المعكوس، الصف 2 | −1/5 و2/5 |
الأسئلة الشائعة
كيف أكتب المصفوفة؟
اكتب كل صف في سطر، وافصل بين أعداد الصف بمسافات. المصفوفة ذات الصفين 2 1 و1 3 تُكتب في سطرين: 2 1 ثم 1 3.
ماذا يعني أن تكون المصفوفة شاذة؟
المصفوفة الشاذة محددها 0. صفوفها (أو أعمدتها) مرتبطة ببعضها، لذلك ليس لها معكوس، والنظام الذي تصفه لا يملك حلاً وحيداً.
لماذا تظهر النتيجة كسوراً بدلاً من الأعداد العشرية؟
تعمل الحاسبة بكسور دقيقة، فلا يحدث أي تقريب. فمثلاً معكوس المصفوفة ذات الصفين 2 1 و1 3 فيه العنصر 3/5، وهو 0.6 مكتوباً بدقة.
لماذا لا أستطيع ضرب بعض المصفوفات؟
لضرب A في B يجب أن يساوي عدد أعمدة A عدد صفوف B. وحاصل ضرب مصفوفة 2 × 2 في مصفوفة 3 × 1 غير معرّف، لذلك تشرح الحاسبة الأحجام بدلاً من ذلك.
ما رتبة المصفوفة؟
الرتبة هي عدد المحاور في الصيغة الدرجية المختزلة للصفوف، وهي عدد الصفوف المستقلة. والمصفوفة المربعة لها رتبة كاملة، أي بالحجم نفسه، عندما تكون قابلة للعكس بالضبط.
هل تُرسل المصفوفات التي أكتبها إلى خادم؟
لا. يجري الحساب في متصفحك، ولا يُرسل إلينا أي شيء تكتبه.
المصادر
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Matrix (mathematics)
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Gaussian elimination، غاوس-جوردان ومعكوس المصفوفة
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Determinant، الحساب بالاختزال الصفي
- ويكيبيديا (باللغة الإنجليزية): Rank (linear algebra)
آخر مراجعة للأرقام والنص: الثلاثاء، 30 جمادى الأولى 1448 بعد الهجرة.