matematika - referada.hr · 1. zbrajanje i oduzimanje matrica ... ako je broj nepoznanica manji od...

19
MATEMATIKA MATEMATIKA By Štreberaj ID: 10201

Upload: others

Post on 20-Feb-2020

40 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

1

MATEMATIKA

MATEMATIKA

By Štreberaj

ID: 10201

Page 2: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

1

Ovo je samo pregled, a cijela skripta (44 str.) te

čeka u našoj SKRIPTARNICI!

Page 3: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Bok!

Drago nam je što si odabrao SKRIPTARNICU za pronalazak materijala koji će ti pomoći u učenju.

Što je SKRIPTARNICA?

Skriptarnica je projekt Štreberaj tima i Urbana, a nastala je u želji da ti olakšamo studiranje. Sve

skripte možeš pogledati na stranici www.referada.hr, a kupiti u SKRIPTARNICI u Urbanu. Sjedi na kavu

i uz svoju narudžbu naruči i skriptu. Simple as that!

Tko je napisao skripte?

Skripte koje nađeš kod nas nisu naše autorsko djelo. To su razne skripte koje nam studenti donesu.

Mi smo ih samo malo uredili, da ti je ljepše učiti iz njih.

Želimo ti puno sreće s učenjem!

Štreberaj instrukcije

Ako negdje zapneš s učenjem, mi ti možemo pomoći.

Prijavi se na naše instrukcije i položi teške ispite bez muke.

Sve info možeš pronaći na www.referada.hr/instrukcije.

Page 4: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

UVOD U MATRICE

MATRICE

Što je matrica?

Matrica je svaka pravokutna tablica elemenata (brojeva, simbola...) poredanih u m redaka i n

stupaca. #PotapljanjeBrodova Označavamo ju velikim slovom (npr. A) i pišemo u uglatim zagradama.

Što se tiče formata matrice, njega označavamo sa mxn (broj redaka x broj stupaca npr 2x3). Ako

matrica ima isti broj redaka i stupaca onda je matrica kvadratna. Dakle, ako m=n matrica

kvadratna.

Opći element matrice zapisujemo kao gdje i predstavlja indeks retka, a j indeks stupca, odnosno

, . Matricu A možemo kraće zapisati kao ,

. Skup svih matrica formata mxn označvamo sa

Npr.

A=

Za dvije matrice A i B kažemo da su jednake ako su istog formata i ako su im odgovarajući elementi

na odgovarajućim mjestima jednaki. ako je

Za matrice A i B kažemo da je matrica A manja od matrice B tj. A<B ako su one istog formata i ako je

svaki element matrice A manji od odgovarajućeg elementa matrice B, tj. ako vrijedi za sve

i=1,…,m i j=1,…,n.

Sada ćemo se upoznati sa osnovnim tipovima matrica.

Osnovni tipovi matrica su:

1.DIJAGONALNA

1.1. SKALARNA

1.1.1. JEDINIČNA

Glavna dijagonala je dijagonala „prema dolje“, ona koja ide od gornjeg lijevog do

donjeg desnog kuta matrice, u ovom primjeru na njoj se nalaze elementi π,

,2,0. Sporedna dijagonala je dijagonala „prema gore“, ona koja ide od donjeg

lijevog ka gornjem desnom kutu, u ovom primjeru na njoj se nalaze elementi:

0,0,0,0.

Dijagonalna matrica je kvadratna matrica čiji su elementi van glavne dijagonale

nule. No, nije nužno da su svi elementi na glavnoj dijagonali različiti od nule.

Skalarna matrica slična je dijagonalnoj matrici. To je

također kvadratna matrica, također su joj svi elementi van

glavne dijagonale nule, no svi elementi na glavnoj

dijagonali moraju biti isti! Pamtimo po tome što skalar

znači broj. Nadalje, ako na, ponovo, glavnoj dijagonali, imamo brojeve, a

okolo nule, te AKO su svi brojevi na glavnoj dijagonali JEDINICE,

dobili smo jediničnu matricu! Jedinična matrica stoga je i

dijagonalana i skalarna

Page 5: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

2.SIMETRIČNA

3.ANTISIMETRIČNA

4.TROKUTASTA

Postoje dvije vrste trokutastih matrica i pitamo se gdje su nule??? Da, opet vrijedi samo za kvadratne

matrice

4.1. GORNJA TROKUTASTA

4.2. DONJA TROKUTASTA

Što, kako simetrija? Simetrija znači da je nešto jednako s obzirom na

os simetrije. Simetrična matrica ima elemente simetrične s obzirom

na glavnu dijagonalu, a na glavnoj dijagonali može biti bilo što. Kada

bi matricu preklopili po glavnoj dijagonali svi odgovarajući isti

elementi bi nam se poklopili. (naravno, kvadratna je)

Što bi bila antisimetrična matrica? Daaa, također mora biti

kvadratna. Ona će isto biti simetrična po glavnoj dijagonali,

ali će odgovarajući simetrični elementi biti suprotni, a to

znači suprotonog predznaka.

GORNJA trokutasta matrica ima NULE DOLJE.

Svi elementi ISPOD glavne dijagonale su nule.

Zašto je matrica gornja trokutasta? Jer trokut je gore, trokut je super, u

trokutu su brojevi. I nema veze ako se na glavnoj dijagonali ili u trokutu pojave

nule, jer bitno je da su nule ispod glavne dijagonale.

DONJA trokutasta matrica ima NULE GORE.

Svi elementi IZNAD glavne dijagonale su nule.

Zašto je matrica donja trokutasta? Daaaaa, sve kao kod gornje

trokutaste ali obrnuto. Trokut je dolje, trokut je super, u trokutu su

brojevi; na glavnoj dijagonali bilo što.

Page 6: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

5. NUL-MATRICA

OPERACIJE S MATRICAMA:

1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA

Da bi uopće mogli zbrajati i/ili oduzimati matrice one moraju biti istog formata . dakle prije

zbrajanja/oduzimanja prvo provjeri da li su matrice istog formata! Ako jesu, zbrajamo/oduzimamo

odgovarajuće elemente na istim pozicijama pazeći pri tome na predznake te kao rezultat dobivamo

matricu istog formata kojeg su bile i matrice koje smo zbrajali. Ako je A+B=C onda elemente matrice

C dobivano na način . ( Dakle, matrice koje nisu istog tipa ne možemo zbrajati.

Svojstva zbrajanja matrica:

Zbrajanje matrica je komutativno A+B=B+A znači smijemo mijenjati mjesta pribrojnicima

Zbrajanje matrica je asocijativno, vrijedi (A+B)+C=A+(B+C) znači svejedno je da li prvo

zbrojimo A+B pa nadodamo C ili prvo zbrojimo B i C pa nadodamo A.

Neutralni element za zbrajanje matrica je nul-matrica (N) koja kada se doda bilo kojoj matrici

ne mijenja njezinu vrijednost A+N=A i N+A=A

2. MNOŽENJE MATRICA SKALAROM

To je u biti množenje matrice brojem, a to znači svaki element matrice pomnožiti nekim (istim)

brojem.

Još jedna bitna matrica koja jedina za razliku od svih prethodno

nabrojenih, ne mora biti kvadratna! Jedino što je ovdje bitno je da

je to matrica čiji su svi elementi NULE!!! Neovisno o tome kojeg je

matrica formata. Ponovi:kakva je sve ova nul matrica?

(dijagonalna, skalarna, simetrična, gornje i donje trokutasta). U

slučaju da nije kvadratna, onda je samo „basic“ nul matrica.

Page 7: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Svojstva množenja skalarom:

A. Množenje skalarom je distributivno obzirom na zbrajanje matrica tj. vrijedi

. Dakle pomnožiti brojem zbroj, ili odvojeno svaku matricu pa

ih takve pomnožene zbrojiti, je isto.

B. Množenje skalarom je distributivno obzirom na zbrajanje skalara tj. vrijedi

C. Množenje skalarom je komutativno tj odnosno možemo mijenjati

mjesta faktorima ako je jedan faktor skalar a drugi matrica (ne vrijedi za množenje dviju

matrica, no o tome pročitaj više dolje )

D. Množenje skalarom je asocijativno tj. vrijedi znači možemo

pomnožiti prvo dva skalarom pa njihovim umnoškom pomnožiti matricu ili pomnožiti

jedan skalar matricom a nakon toga njihov umnožak pomnožiti drugim skalarom

3. MNOŽENJE MATRICA

Da bi uopće mogli množiti matrice, prvo moramo provjeriti da li su ulančane. Ulančanost matrica

znači da prva matrica ima onoliko stupaca koliko druga ima redaka. Odnosno, ako je matrica A

formata mxn onda matrica B mora biti formata nxp. Vizualno to možemo vidjeti ako, dok zapišemo

format matrice vidimo da su „unutarnji“ faktori umnožaka isti brojevi. Na primjer, matrica A formata

je 3x2, matrica B formata je 2x3. Provjeravamo 2=2 što znači da su matrice ulančane i da možemo

krenuti na samo množenje matrica.

Matrice množimo tako da odgovarajuće elemente prvog retka prve matrice množimo redom

elementima prvog stupca druge matrice i međusobno ih zbrajamo. Zatim množimo ponovo prvi

redak sa drugim stupcem i tako dok ne „prođemo“ po svim stupcima. Nakon toga bacamo se na drugi

redak i oooopet prolazimo po svim stupcima. Ako nije jasno sve ćemo pokazati na primjerima na

instrukcijama i uz malo vježbe brzo se to zapamti #dontworry

Formulom to izgleda ovako: ako je

Ekstra bitno svojstvo množenja matrica je da množenje matrica NIJE KOMUTATIVNO! Tj. kod

množenja matrica ne možemo mijenjati mjesta matricama. Znači ne vrijedi kao kod običnih brojeva

nego

Page 8: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Ostala svojstva množenja matrica:

a. Množenje matrica je asocijativno

b. Množenje matrica je distributivno obzirom na zbrajanje matrica odnosno matricu

možemo pomnožiti zbrojem dviju matrica ili matricu pomnožiti odvojeno jednom

matricom pa drugom matricom i onda ta dva umnoška zbrojiti A*(B+C)=A*B+A*C

c. Neutralni element za množenje matrica je jedinična matrica znači dakle kada

matricu pomnožimo jediničnom matricom njena se vrijednost ne mijenja. To je isto kao

što je broj 1 neutralni element za množenje brojeva jer ako bilo koji broj pomnožimo

brojem 1 i dalje ćemo dobiti taj isti broj.

4. TRANSPONIRANJE MATRICA

Transponiranje matrica jednostavno znači zamjena redaka sa stupcima. Dakle, uzmi retke

matrice A i napravi novu matricu koju ćeš nazvati (transponirana matrica matrice A) i

elemente prvog retka matrice A upisuj u elemente prvog stupca matrice i tako redom svaki

redak pretvaraš u stupac i kreiraš novu matricu.

Formulom : =

Svojstva operacije transponiranja matrica:

a. –svejedno da li transponiramo zbroj, ili zbrajamo transponirane

b. -svejedno oćeš li transponirati umnožak skalara i matrice ili skalarom

pomnožiti transponiranu matricu

c. -svejedno da li transponiraš umnožak ili množiš transponirane ali pazi da

je onda B prva! #komutativnostnevrijedi

d. -ako transponiraš transponiranu matricu, dobit ćeš početnu matricu #logično

SUSTAV LINEARNIH JEDNADŽBI

Sustav linearnih jednadžbi je skup linearnih jednadžbi tj. jednadžbi

u kojima se nepoznanice množe nekim brojem (skalarom, pošto smo usvojili novu riječ) i međusobno

zbrajaju ili oduzimaju. Te brojeve koji množe nepoznanice još nazivamo koeficijentima sustava.

Sada ćemo te koeficijente sustava upisati u tzv. matricu sustava čiji će svaki redak sadržavati

koeficijente iz pojedine jednadžbe, a da pritom pazimo da su koeficijenti istoimene nepoznanice

poslagani u isti stupac. Želimo dakle vizualno jasno imati u npr. prvom stupcu sve koeficijente koji u

jednadžbama stoje uz x-eve, pa sve koji stoje uz y-e itd.

Page 9: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Proširena matrica sustava je matrica koju dobijemo tako da matrici sustava nadopišemo desno jedan

stupac u kojem se nalaze elementi koji su se u jednadžbama nalazili s desne strane znaka jednakosti

te taj sustav odvojimo iscrtkanom linijom. Ta iscrtkana linija predstavlja nam znakove jednakosti u

sustavu linearnih jednadžbi kojeg rješavamo.

Ovo će nam sve trebati za provedbu Gauss-Jordanove metode rješavanja sustava jednadžbi.

Prije toga još se moramo upoznati sa mogućim ishodima rješavanja sustava kroz slijedeće slučajeve:.

1. Ako je broj jednadžbi jednak broju nepoznanica:

a. Ako je rang matrice sustava maksimalan ( u zadnjem retku proširene matrice sustava

nisu same nule) onda sustav ima jedinstveno rješenje

b. Ako rang matrice sustava nije maksimalan ( u zadnjem retku su sve nule) onda sustav

ima beskonačno mnogo rješenja

2. Ako je broj nepoznanica veći od broja jednadžbi sustav ima beskonačno mnogo rješenja

3. Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“

i provjeravamo da li dobivena rješenja vrijede za te preostale jednadžbe

Page 10: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

LINEARNA ALGEBRA- nastavak

GAUSS- JORDANOVA METODA

Gauss-Jordanova metoda je metoda za rješavanje sustava linearnih jednadžbi. To je metoda

transformacije matrica u njima ekvivalentne matrice pomoću određenih „alata“ odnosno

elementarnih transformacija. Njih provodimo nad proširenom matricom sustava.

-CILJ: dobiti jediničnu matricu (jedinice na glavnoj dijagonali,a iznad i ispod su nule)

-ALATI: 1. zamjena redaka- smijemo mijenjati samo retke!

2. množenje i dijeljenje retka brojem

3.množenje retka brojem i dodavanje drugom retku

Postupak:

-sustav jednadžbi prebacujemo u matricu sustava

-u svaki redak pišemo koeficijente koji nam se nalaze uz nepoznanice

- u svakom stupcu element na dijagonali svodimo na jedinicu, a ostale elemente u stupcu svodimo na

nulu i to provodimo dokle god možemo!

KRONECKER- CAPELLI-JEV TEOREM: Kriterij za egzistenciju rješenja sustava linearnih jednadžbi

je ako je rang matrice sustava jednak rangu proširene matrice sustava:

STRUKTURA rješenja sustava linearnih jednadžbi:

-ako sustav linearnih jednadžbi ima rješenje, ono može biti jedinstveno ili parametarsko:

1. Jedinstveno rješenje je rješenje u kojemu svaka nepoznanica poprima samo i

isključivo jednu vrijednost. Npr. . Sustav s jedinstvenim rješenjem

nazivamo regularan ili CRAMEROV sustav. Kod takvog sustava matrica tog sustava je

kvadratna i njena je determinanta različita od nule.

2. Parametarsko rješenje je rješenje u kojem barem jedna nepoznanica može poprimiti

više tj. beskonačno mnogo rješenja, a to vidimo po tome što nam na kraju barem

jedna nepoznanica bude zapisana pomoću neke druge nepoznanice. Npr. .

Kod parametarskih rješenje matrica sustava ne mora bit kvadratna. Ako je ipak

matrica takvog sustava kvadratna, njena je determinanta jednaka nuli.

Ako na kraju dobijemo matricu kojoj rang matrice sustava nije jednak rangu proširene matrice

sustava, tada taj sustav nema rješenja. Sustav koji nema rješenja nazivamo: neregularan, singularan,

nekonzistentan, nesuglasan, kotradiktoran. To je situacija u kojoj nam se pojavi da su nule jednake

nekom broju, odnosno npr. što je neistinita tvrdnja jer 0≠5. Netko u tom

sustavu laže! Tada sustav nema rješenja.

Page 11: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

INVERZ MATRICE

Inverz matrice pronalazi se postupkom invertiranja. Postoje dva načina traženja inverza matrice:

1. Pomoću G-J transformacija: matricu A proširimo (iscrtkanom crtom) sa desne strane sa

jediničnom matricom odgovarajućeg formata (istog kao što je matrica A). Nad takvom

proširenom matricom provodimo Gauss-Jordanove transformacije sve dok sa lijeve strane ne

dobijemo jediničnu matricu, a tada nam je matrica koja je ostala s desne strane upravo taj

inverz kojeg smo tražili. Napomena: ako s lijeve strane proširene matrice mijenjamo stupce,

zamjenu odgovarajućih stupaca moramo provesti i na desnoj strani. To izgleda ovako:

2. Pomoću matrice algebarskih komponenti koju još nazivamo adjungirana matrica

(adjunkta). Inverz se računa po formuli:

. Adjunktu je najlakše izračunati ako se

radi o matrici 2x2 pa su to uglavnom slučajevi gdje koristimo ovaj postupak traženja inverzne

matrice. Adjunktu dobijemo tako da elementima na glavnoj dijagonali zamijenimo mjesta, a

elementima na sporednoj dijagonali promijenimo predznake.

2.1. Dodatno: Općeniti postupak računanja adjunkte: za matricu A i jedan njezin element aij

prvo odredimo matricu Ai.j koja se dobije tako da iz matrice A izbrišemo redak i stupac u

kojem se nalazi element aij. Zatim odredimo determinantu te matrice. Onda odredimo

element nove matrice aij* tako da izračunatu determinantu pomnožimo odgovarajućim

predznakom i postupak ponovimo za sve elemente matrice A: .

Nakon toga, matricu s elementima aij* transponiramo i dobili smo adjunktu (sjeti se:

transponirati znači retke pretvoriti u stupce!)

SINGULARNA I REGULARNA MATRICA:

a) Za matricu kažemo da je REGULARNA ako ima inverz tj. ako postoji matrica

za koju vrijedi (gdje je jedinična matrica). Osnovni kriterij

da bi matrica bila regularna je ako je pripadna determinanta te matrice različita od nule

tj. . Rang matrice tada je maksimalan.

b) Za matricu kažemo da je SINGULARNA ako nije regularna Kod singularne matrice

pripadna determinanta je jednaka nuli . Rang tada nije maksimalan.

RANG MATRICE

Rang matrice je najveći broj linearno nezavisnih redaka ili stupaca te matrice. (linearna zavisnost je

kada se jedan redak/stupac može prikazati kao linearna kombinacija drugih, dakle ovdje to nije

moguće)

Rang matrice određuje se tako da matricu svodimo na trokutasti oblik pomoću G-J metode (najčešće

gornje trokutasta matrica) jer želimo da su nam elementi ispod (ili iznad) glavne dijagonale nule. Iz

trokutastog oblika matrice potom iščitavamo rang: rang je jednak broju elemenata na glavnoj

dijagonali koji su RAZLIČITI od nule. Ili, rang je jednak broju „stepenica“, a stepenicu radimo ispod

svakog broja na glavnoj dijagonali koji nije nula, kada vidimo nulu nacrtamo „pod“.

Page 12: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Rang matrice je broj neponištenih redaka/stepenica svaki redak ima svoju stepenicu.

Kažemo da matrica ima rang ako je r maksimalan broj linearno nezavisnih redaka (stupaca) matrice.

Rang po stupcima jednak je rangu po recima. Rang matrice A označavamo sa r(A). Rang matrice

tražimo tako da ju pomoću elementarnih transformacija svedemo na kanonsku matricu ranga r.

DETERMINANTE

Određivanje determinante je zapravo „rješavanje matrice“ , tj. determinanta je preslikavanje koje

kvadratnim matricama pridružuje realan broj. Dakle od matrice (skup elemenata zapisanih u tablicu)

napravi jedan broj i to neka ti bude „vrijednost“ matrice. Determinanta matrice je realan broj

za koji vrijedi gdje je skup svih permutacija

, a je predznak koji se pridružuje svakoj permutaciji.

SVOJSTVA DETERMINANTE:

1. Ako su u retku/stupcu sve nule tada je det A≠0

2. Ako su dva retka/stupca jednaka ili proporcionalna, det A=0

3. Ako je determinanta gornje trokutasta tada je determinanta jednaka umnošku elemenata na

dijagonali

4. Red/stupac determinante možemo pomnožiti brojem i dodati drugom redu (kao kod G-J!)

5. Matrica i njena transponirana matrica imaju iste determinante detA=detAT

6. Ako zamijenimo dva stupca ili dva retka determinante, tada determinanta mijenja predznak

7. Za kvadratne matrice vrijedi BINET-CAUCHY-JEV TEOREM da je determinanta umnoška

kvadratnih matrica jednaka umnošku determinanti tih matrica

Ovisno o veličini matrice čiju determinantu računamo, postoje tri načina za izračunavanje vrijednosti

determinante:

1) Ako imamo kvadratnu matricu M2 tada determinantu računamo po pravilu ad-bc (to je isto

Laplaceov razvoj, ali najjednostavnija varijanta):

Page 13: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

2) Ako imamo kvadratnu matricu M3 tada determinantu računamo pomoću Sarrusovog pravila

(pamti kao: glavne dijagonale minus sporedne): Postupak se provodi tako da nadopišemo prva dva

stupca determinante, a zatim računamo (zbroj umnožaka na glavnim dijagonalama)-(zbroj umnožaka

na sporednim dijagonalama).

3) Ako imamo kvadratnu matricu M4 ili veću, tada koristimo Laplaceov razvoj determinante, kako bi

vrijednost determinante reda nxn definirali pomoću vrijednosti determinante nižeg reda, koju onda

računamo po pravilu 1. ili 2. Laplaceov razvoj glasi : . Pri

rješavanju takvih zadataka, biramo red ili stupac sa što više nula kako bi što veći broj pribrojnika u

navedenoj sumi bio nula. se naziva podmatrica odnosno algebarski komplement elemenata

koju dobijemo tako da izbacimo redak i stupac koji sadrži element . Nakon što izbacimo taj redak i

stupac, preostaje nam determinanta 3x3 koju razvijamo po proizvoljnom j-tom stupcu i svaku od tih

determinanti, ako ju ne množi nula, dalje rješavamo po Laplaceovom razvoju ili preko Sarrusovog

pravila.

VEKTORI

Vektor je jednostupčana matrica dimenzije n koja nam ujedno govori i koliko vektor ima elemenata.

Vektor A tako možemo zapisati kao gdje označava vektorski prostor kojemu taj vektor

pripada.

S vektorima možemo raditi sve isto što i s matricama (+,-, *sa skalarom), ali kod vektora imamo još

dodatnu operaciju, skalarno množenje koju možemo naći i pod nazivom skalarni produkt vektora.(To

nije isto što i množenje skalarom!) Uvjet za skalarni produkt vektora je da vektori budu jednakih

dimenzija . Skalarni produkt vektora je zbroj umnožaka odgovarajućih koordinata, ili

možemo reći pojednostavljeno množenje matrica. Uzmemo element a1 prvog vektora, pomnožimo

ga s b1 i to redom zbrajamo sa pomnoženim a2*b2 itd. Matematički zapisano to izgleda ovako:

Ako se prisjetimo vektora iz srednje škole (tko ih je učio ), tada skalarni produkt vektora možemo

povezati sa geometrijskom okomitosti vektora. Ako vrijedi da je skalarni produkt , tada su

vektori okomiti (druga riječ ortogonalni).

Još jedna stvar koju treba znati kod vektora je tzv. NORMA vektora. Da nam bude lakše shvatiti što je

to, sada na vektor zaista gledamo kao usmjerenu dužinu u geometrijskom prostoru.

Zanima nas dujina tog vektora (kao duljina dužine). Ta duljina je broj koji se naziva norma. Ili, norma

vektora je funkcija koja vektoru pridružuje njegovu duljinu. Najpoznatiji način za dobivanje

norme je „Euklidska norma“ koja se računa po formuli:

. Tj. norma

se dobije kao korijen zbroja kvadriranih elemenata vektora. A je vektor iz prostora , a ili

samo je oznaka za normu vektora.

Page 14: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

SVOJSTVA NORME:

1. Norma vektora je uvijek veća ili jednaka nuli

2. Ako vektor množimo skalarom c tada vrijedi: odnosno normu množimo

apsolutnom vrijednošću skalara

3. Ako je norma vektora 0, tada se radi o nul-vektoru, a isto kao i kod nul-matrice, to je vektor

čiji su svi elementi 0

4. Vrijedi nejednakost trokuta: odnosno duljina zbroja dvaju vektora

uvijek je manja od zbroja posebno duljine vektora a i vektora b jer sjetimo se, vektori se

geometrijski zbrajaju po pravilu trokuta

Osim norme, drugi pojam vezan uz vektore je METRIKA, a to je funkcija po kojoj računamo udaljenost

između dva vektora (ili općenito, između dva elementa nekog skupa; ne mora biti samo između

vektora). Metriku odnosno udaljenost između dva vektora označavamo s i računamo preko

norme tj. duljine razlike vektora:

LINEARNA KOMBINACIJA VEKTORA X, Y je vektor gdje su realni brojevi (može biti

i više od dva vektora).

a) Vektori su linearno ZAVISNI ako se jedan može prikazati kao linearna kombinacija drugog (ili

drugih ako ih ima više). Vektor je linearno zavisan o vektorima X1, X2, …, Xk ako

se vektor A može prikazati kao linearna kombinacija tih vektora tj. ako postoje realni brojevi

c1, c2,…,ck takvi da je A= c1 X1+ c2 X2+…+ ck Xk odnosno da postoje neki koeficijenti kojima

možemo pomnožiti te vektore i kada ih zbrojimo dobiti vektor A.

b) Vektori su linearno NEZAVISNI ako se niti jedan od njih ne može prikazati kao linearna

kombinacija drugog/preostalih (ako ih ima više). Također za skup vektora X1, X2, …, Xk

kažemo da su linearno nezavisni ako sustav jednadžbi c1 X1+ c2 X2+…+ ck Xk=0 ima samo

trivijalno rješenje,a to znači da je jedino rješenje sustava c1 = c2 =…=ck =0.

Page 15: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

INPUT-OUTPUT ANALIZA

Neka je gospodarstvo neke zemlje podijeljeno u n sektora. Koristimo slijedeće oznake:

Qi je oznaka za ukupnu količinu proizvoda u nekom i-tom sektoru.

Qij je oznaka za količinu outputa i-tog sektora koja će prijeći u j-ti sektor.

qi je količina finalne potražnje i-tog sektora.

i=1,2,…,n j=1,2,…,n

Input output tablica tada izgleda ovako:

Vektor outputa Qi Međusektorska potražnja Qij Finalna potražnja qi

Q1 Q11 … Q1n q1

Qn Qn1 … Qnn qn

Jedna od temeljnih pretpostavki input-output modela je da je za svaki redak vektor outputa jednak

zbroju međusektorske potražnje i finalne potražnje:

To nam daje odgovor na pitanje koliko trebamo proizvoditi (Q1) da bi međusektorska i finalna

potražnja bile zadovoljene.

MATRICA TEHNIČKIH KOEFICIJENATA A je fiksni dio svake input-output tablice.

-popunjava se po formuli

Tehnički koeficijent nam govori kolika je količina proizvoda i-tog sektora

potrebna da se proizvede jedinica proizvoda j-tog sektora.

MATRICA TEHNOLOGIJE T:

U opisanom modelu želimo da ekonomske veličine budu nenegativne tj. da inverz matrice

tehnologije ima sve nenegativne elemente . Da bi se to postiglo matrica tehnologije

mora zadovoljavati Hawkins-Simonov uvjet koji kaže: kako bi matrica imala sve

nenegativne elemente, sve vodeće minore matrice moraju biti pozitivne.

Sada da još objasnimo što su vodeće minore. Vodeće minore matrice su vrijednosti determinanti

kvadratnih podmatrica koje obuhvaćaju jedan, dva odnosno sva tri elementa glavne dijagonale. Svaka

Page 16: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

vodeća minora je za jednu dimenziju veća od prethodne, te niz nastavljamo dok ne dođemo do

determinante cijele zadane matrice. Tj. krenemo od matrice koja se sastoji od samo jednog broja,

početnog elementa gore lijevo i računamo njenu determinantu što je samo apsolutna vrijednost tog

broja. Zatim to proširimo na matricu 2x2 pa računamo njenu determinantu. Pa na matricu 3x3 pa

njenu determinantu itd. dok na kraju ne obuhvatimo cijelu matricu. Ako su svi tako izračunati brojevi

odnosno vodeće minore pozitivni, onda i inverz takve matrice tehnologije T ima sve nenegativne

članove.

Page 17: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

DIFERENCIJALNI RAČUN I PRIMJENE

1. DERIVIRANJE

Derivacije elementarnih funkcija jedne

varijable dane su u tablicama:

Page 18: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Pravila deriviranja funkcija jedne varijable su:

1. DERIVIRANJE ZBROJA/RAZLIKE

2. DERIVIRANJE UMNOŠKA BROJEM (konstantom)

3. DERIVIRANJE UMNOŠKA

4. DERIVIRANJE KVOCJENTA

Derivacija složene funkcije, što se još naziva kompozicija funkcije, dana je formulom:

Prema formuli vidimo da kada deriviramo složenu funkciju, trebamo derivirati dio po dio kompozicije.

Kako prepoznajemo složenu funkciju i da uopće moramo derivirati dio po dio? Tako što vidimo da je

funkcija „komplicirana“ a to znači drugačija od tablične. Tada prvo deriviramo tu složenu funkciju

praveći se da je jednostavna,tablična, no u nastavku množimo sa posebnom derivacijom tog

kompliciranog dijela. Dakle, što god nije tablična funkcija (bilo da ju samu deriviramo, ili tokom

primjene nekog od pravila deriviranja) treba derivirati kao složenu funkciju!

Derivacija inverzne funkcije dana je formulom:

gdje je

Funkcija f i njoj inverzna funkcija uvijek se poništavaju:

Ako tu jednadžbu deriviramo, kao složenu funkciju, dobiti ćemo:

. (izvježbaj

derivaciju složene funkcije i deriviraj ovdje: )

Nadalje, za kažemo da je diferencijal funkcije. i možemo zapisati formulom:

.

Page 19: MATEMATIKA - Referada.hr · 1. ZBRAJANJE I ODUZIMANJE MATRICA ... Ako je broj nepoznanica manji od broja jednadžbi rješavamo sustav bez te „jednadžbe viška“ i provjeravamo

Ovo je samo pregled, a cijela skripta (44 str.) te

čeka u našoj SKRIPTARNICI!