Sabiranje i oduzimanje matrica
- Sabiranje matrica
- Primer 1
- Oduzimanje matrica
- Primer 2
04
Sabiranje matrica
Sabirati se mogu samo matrice istog tipa. Zbir dve matrice je matrica istog tipa, kao i one koje se sabiraju.
$\color{red} {\text{Zbir dve matrice}}\,\,\,$ se definiše samo za matrice istog tipa. Zbir dve matrice $ A = \left[ a_{ i j } \right]_{ m \times n} , B = \left[ b_{ i j } \right]_{ m \times n } $ predstavlja matricu $ C $ istog tipa kao i matrice $ A $ i $ B , $ u oznaci $ C = A + B , $ takvu da je $ C = \left[ a_{ i j } + b_{ i j } \right]_{ m \times n } . $ U razvijenom obliku prethodno možemo zapisati:
$$
A=\left [ \begin{array}{cccccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1j} & \ldots & a_{1n} \\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2j} & \ldots & a_{2n}\\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots & & \vdots \\
a_{i1} & a_{i2} & \ldots & a_{ij} & \ldots & a_{in} \\
\vdots & \vdots & & \vdots & \ddots& \vdots \\
a_{m1} & a_{m2} & \ldots & a_{mj} & \ldots & a_{mn}
\end{array}\right ] \quad\text{i}\quad
B= \left [ \begin{array}{cccccc}
b_{11} & b_{12} & \ldots & b_{1j} & \ldots & b_{1n} \\
b_{21} & b_{22} & \ldots & b_{2j} & \ldots & b_{2n}\\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots & & \vdots \\
b_{i1} & b_{i2} & \ldots & b_{ij} & \ldots & b_{in} \\
\vdots & \vdots & & \vdots & \ddots& \vdots \\
b_{m1} & b_{m2} & \ldots & b_{mj} & \ldots & b_{mn}
\end{array}\right ]
$$
tada je
$$
C=\left [ \begin{array}{cccccc}
a_{11}+b_{11} & a_{12}+b_{12} & \ldots & a_{1j}+b_{1j} & \ldots & a_{1n}+b_{1n} \\
a_{21}+b_{21} & a_{22}+b_{22} & \ldots & a_{2j}+b_{2j} & \ldots & a_{2n}+b_{2n}\\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots & & \vdots \\
a_{i1}+b_{i1} & a_{i2}+b_{i2} & \ldots & a_{ij}+b_{ij} & \ldots & a_{in}+b_{in} \\
\vdots & \vdots & & \vdots & \ddots& \vdots \\
a_{m1}+b_{m1} & a_{m2}+b_{m2} & \ldots & a_{mj}+b_{mj} & \ldots & a_{mn}+b_{mn}
\end{array}\right ].
$$
Analogno se može definisati zbir konačnog broja matrica. Za ovako definisano sabiranje matrica može se pokazati da važi:
$1^{\circ}$ $A+B=B+A,$ (komutativnost sabiranja matrica),
$2^{\circ}$ $(A+B)+C=A+(B+C),$ (asocijativnost sabiranja matrica).
Primer 1
Sabiranje dve matrice.
Sabrati matrice
$$
\left[ \begin{array}{rrr}
1 & 2 & 3 \\
4 & 5 & 6 \\
7 & 8 & 9 \\
10 & 11 & 12
\end{array}\right ] \quad \text{ i } \quad \left[ \begin{array}{rrr}
-6 & -5 & -4 \\
-3 & -2 & -1 \\
0 & 1 & 2 \\
3 & 4 & 5
\end{array}\right ]
$$
$\textbf{Rešenje.}$
$$
\left[ \begin{array}{rrr}
1 & 2 & 3 \\
4 & 5 & 6 \\
7 & 8 & 9 \\
10 & 11 & 12
\end{array}\right ]+\left[ \begin{array}{rrr}
-6 & -5 & -4 \\
-3 & -2 & -1 \\
0 & 1 & 2 \\
3 & 4 & 5
\end{array}\right ]=\left[ \begin{array}{rrr}
-5 & -3 & -1 \\
1 & 3 & 5 \\
7 & 9 & 11 \\
13 & 15 & 17
\end{array}\right ].
$$
Oduzimanje matrica
Oduzimati se mogu samo matrice istog tipa. Razlika dve matrice je matrica istog tipa, kao i one koje se oduzimaju.
$\color{red} {\text{Razlika dve matrice}}\,\,$ $A=\left[a_{ij} \right]_{m\times n}$ i $B=\left[b_{ij} \right]_{m\times n}$ je matrica $D,$ tj. $D=A-B,$ istog tipa kao i matrice $A$ i $B,$ takva da je $D=\left[a_{ij}-b_{ij} \right]_{m\times n}.$
Za proizvoljan tip matrice $A,$ postoji nula--matrica $O,$ istog tipa kao i matrica $A,$ tako da je:
$1^{\circ}$ $A+O=O+A=A$ (neutralni element za sabiranja matrica).
Ako sa $-A,$ označimo matricu $(-1)\cdot A,$ tada važi:
$2^{\circ}$ $A+(-A)=(-A)+A=O.$
Za dve matrice $A$ i $B$ istog tipa za koje važi da je $A+B=O,\,\,$ tj. $a_{ij}+b_{ij}=0,\,\,$ tj. $a_{ij}=-b_{ij},\,\,$ za $1\leq i\leq m,\,1\leq j\leq n\,\,$ kažemo da su suprotne matrice i pišemo $A=-B.$
Primer 2
Primer na kome treba uočiti prioritete u izvršenju operacija. Sabiranje, odnosno oduzimanje matrica je nižeg prioriteta u odnosu na množenje matrice skalarom.
Neka su date matrice
\begin{aligned}
A = \left[ \begin{array}{rrr}
-1 & 3 & 0 \\
-4 & 5 & -8 \\
2 & 3 & -5 \\
\end{array}\right ]& \quad \text{ i } \quad B = \left[ \begin{array}{rrr}
-3 & -2 & -1 \\
0 & 1 & 2 \\
3 & 4 & 5
\end{array}\right ]
\end{aligned}
Izračunati $ 3 \cdot A - B . $
$\textbf{Rešenje.}$
\begin{equation*}
\begin{aligned}
3 \cdot A - B & = 3\cdot\left[ \begin{array}{rrr}
-1 & 3 & 0 \\
-4 & 5 & -8 \\
2 & 3 & -5 \\
\end{array}\right ] - \left[ \begin{array}{rrr}
-3 & -2 & -1 \\
0 & 1 & 2 \\
3 & 4 & 5
\end{array}\right ]=\\[2mm]
&=\left[ \begin{array}{rrr}
-3 & 9 & 0 \\
-12 & 15 & -24 \\
6 & 9 & -15 \\
\end{array}\right ]-\left[ \begin{array}{rrr}
-3 & -2 & -1 \\
0 & 1 & 2 \\
3 & 4 & 5
\end{array}\right ]=\\[2mm]
&=\left[ \begin{array}{rrr}
0 & 11 & 1 \\
-12 & 14 & -26 \\
3 & 5 & -20 \\
\end{array}\right ].
\end{aligned}
\end{equation*}
$\textbf{Napomena.}$ Odavde se vidi da je množenje matrice skalarom, prioritetnije od oduzimanja (i sabiranja) matrica.