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Matrices cuadradas

Matriz cuadrada: Matriz que tiene el mismo número de filas que de columnas, es decir, m = n.

Se denomina diagonal principal de la matriz cuadrada A = ( aij ) a los elementos aii, es decir:
a11, a22, a33,..., ann.

Se denomina diagonal secundaria de la matriz cuadrada A = ( aij ) a los elementos aij con i + j = n + 1.


Matrices: simétricas, antisimétricas y ortogonales

Matriz simétrica

Una matriz simétrica es una matriz cuadrada cuyos elementos son simétricos respecto de la diagonal principal, es decir, una matriz A es simétrica cuando A = At o, lo que es lo mismo, aij = aji .

Por tanto, una matriz es simétrica si coincide su traspuesta.


Ejemplos de matrices simétricas:

Matriz antisimétrica o hemisimétrica

Una matriz antsimétrica es una matriz cuadrada cuyos elementos respecto de la diagonal principal son iguales en valor absoluto pero de distinto signo, es decir, una matriz A es antisimétrica cuando A = - At o, lo que es lo mismo, aij = - aji .

Por tanto, una matriz es antisimétrica si coincide con la opuesta de su traspuesta.


Ejemplos de matrices antisimétricas o hemisimétricas:

Matrices ortogonales

Una matriz cuadrada A es una matriz ortogonal si verifica que

A · At = At · A = I

Es un tipo especial de matriz inversible.

Ejemplo de matriz ortogonal:

Comprobar que la matriz A es ortogonal

Otros ejemplos de matrices ortogonales:

Matrices : Triangular superior,Triangular inferior, diagonal, escalar e identidad.

Matriz triangular superior: Es una matriz cuadrada en la que todos los elementos por debajo de la diagonal principal son nulos (matriz A).

Matriz triangular inferior: Es una matriz cuadrada en la que todos los elementos por encima de la diagonal principal son nulos (matriz B).


Ejemplos:


Matriz diagonal: Es una matriz cuadrada en la que todos los elementos no pertenecientes a la diagonal principal son nulos, es decir, para A = ( aij )



Matriz escalar: Es una matriz diagonal en la que todos los elementos de la diagonal principal son iguales.



Matriz unitaria, unidad o identidad: Es una matriz escalar en la que todos los elementos diagonales son iguales a 1.

Para cada n representaremos a la matriz identidad de orden n como In.



Matrices : Periódicas, Idempotente, nilpotentes, e involutivas.

Matrices periódicas

Una matriz cuadrada A es una matriz periódica si verifica que

An+1 = A

para algún entero positivo n. Al menor entero positivo para el que esto ocurre se le llama periodo.


Si A es periódica con periodo p, las potencias de A son:

A , A2 , ... , Ap,  Ap+1 = A ,  Ap+2 = A2,  ... , Ap, ...

Ejemplo de matriz periódica:

Comprobar que la matriz A es periódica. Halla A100.


Observamos que:


Por lo tanto tenemos que:

Matrices idempotentes

Una matriz cuadrada A es una matriz idempotente si verifica que

A2 = A

Ejemplo de matrices idempotentes:

On2 = On

In2 = In

Comprobar que la siguiente matriz es idempotente:

Matrices nilpotentes

Se dice que una matriz cuadrada A es una matriz nilpotente si verifica que

An = O

para algún k entero positivo.

Ejemplo de matrices nilpotentes:

On2 = On

Comprobar que la matriz N es nilpotente.

Comprobar que la matriz A es nilpotente.

Comprobar que la matriz A es nilpotente. Calcular A37.

Como A2 = O, es claro que A37 = O.

Matrices involutivas

Se dice que una matriz cuadrada A es una matriz involutiva si verifica que

A2 = I

Ejemplo de matrices involutivas:

In2 = In

(- In)2 = In

Comprobar que la matriz A es involutiva.

izquierda
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derecha