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.