Оценить:
 Рейтинг: 0

Математические модели в естественнонаучном образовании. Том I

Год написания книги
2022
Теги
<< 1 ... 26 27 28 29 30 31 32 33 34 ... 50 >>
На страницу:
30 из 50
Настройки чтения
Размер шрифта
Высота строк
Поля

Арифметические векторы обычно обозначаются прописными буквами с черточкой над ними. Например, можно использовать запись

  для обозначения распределения числа деревьев в год

 из примера выше, где

. Как видите, много места на странице тратится впустую, когда векторы написаны в столбцах. Поэтому можно писать

, что в данном случае несёт ту же информацию.

Определение. Матрица

 представляет собой прямоугольную таблицу вещественных чисел с

 строками и

 столбцами.

Пример.

 это матрица 2 ? 2, а

 – матрица 3 ? 4.

Если матрица имеет равное количество строк и столбцы, то она называется квадратной. Обратите внимание, что на самом деле нет никакой существенной разницы между вектором пространства

 и

– матрицей, они даже записаны идентичным образом.

Матрицы (множественное число слова «матрица») обычно обозначаются заглавными буквами, такими как

,

 или

. Например, можно сказать,

  – это матрица перехода, для модели леса выше, поскольку её элементами являются числа, используемые для прогнозирования будущих популяций деревьев. И переписать модель леса в матричной форме записи так

 или просто

. Немного опережая события модель была выражена в простой форме

, которая очень похожа на линейные модели, рассмотренные в предыдущей главе. Остаётся понять, что имеется в виду, когда записывают

, как матрицу, умноженную на вектор.

Определим

 так, чтобы уравнения в матричной форме записи и в виде системы линейных уравнения означали одно и то же. Другими словами, если естественным образом можно называть матрицы равными тогда и только тогда, когда равны их соответствующие элементы, то нужно получить

 .

Это приводит к следующему определению матричного умножения:

Определение. Произведением 2?2-матрицы на вектор из

 называется

.

Вместо того, чтобы пытаться запомнить эту формулу, лучше поняться суть процесс матричного умножения: для получения элемента в

-той строке

-того столбца результата, необходимо умножить

-тую строку первого множителя на

-тый столбец второго множителя. Для умножения

-той строки на

-тый столбец вычисляется сумма произведений их соответствующих компонент, как при вычислении скалярного произведения векторов.

Если перемножаются матрицы большей размерности, чем 2 ? 2, то действуют аналогичным способом. Заметим, что для нахождения произведения каждая строка матрицы первого множителя должна иметь столько компонент, сколько их в векторе столбце второго множителя. Это означает, если дан

-вектор из

 и пытаемся его умножить слева на матрицу, то матрица должна иметь

 записей в каждой строке и, следовательно, иметь

 столбцов. Поскольку пока имеем дело в основном с квадратными матрицами, то будем использовать

 матрицы для умножения на вектор из

.

Пример.  

.

Подумайте еще раз о лесе с двумя видами деревьев. Предположим, что приведенное выше описание того, как изменяется состав леса, происходит только во влажный год, поэтому мы переименуем матрицу перехода

.

Если предположим, что в засушливые годы вид
<< 1 ... 26 27 28 29 30 31 32 33 34 ... 50 >>
На страницу:
30 из 50