מטריצה מדורגת זו מטריצה שמספר האפסים ה"ראשונים" גדל משורה לשורה ויכול להישאר קבוע רק אם מגיעים לשורת אפסים מלאה.
ניתן לראות שמספר האפסים הראשוניים גדל משורה לשורה.
במידה ותהיה שורת אפסים נוספת הכל סבבה:
המטריצה הבאה מדורגת:
המטריצה הבאה אינה מדורגת:
בניגוד לכך, המטריצה הבאה אכן מדורגת:
מטריצת האפס(כדוגמת: ) הינה מדורגת.
זוהי מטריצה המקיימת:
- מדורגת
- האיבר הראשון השונה מאפס בכל שורה(האיבר המוביל) הינו והוא היחידי השונה מאפס בעמודתו.
כמה מטריצות קנונית יוש ב-?
פתרון:
ולכן, יש 28 מטריצות.
∎
פעולות דירוג מותרות
- החלפת שורות.
- כפל שורה בסקלר אשר אינו .
- הוספת כפולה של שורה אחת לאחרת.
לכל מטריצה יש צורה קנונית אחת ויחידה.
- מתחילים במקום
- מסדרים איבר מוביל במקום נח(נח = גורם משותף של כל העמודה מתחתיו, "מסדרים" - בלי שברים)
- מאפסים את כל העמודה מתחתיו בעזרתו.
- יורדים שורה למטה, זזים אחד ימינה וחוזרים ל-2 אלא אם הגענו ל-0 שמתחתיו אפסים ואז זזים עוד אחד ימינה.
חוזרים על הלולאה הזו עד שמגיעים למטריצה מדורגת. - מאפסים את כל העמודות מעל המובילים מימין לשמאל.
- מסדרים איברים מובילים להיות 1 ע"י חלוקת השורה במוביל
הביאו את המטריצה הבאה לצורה קנונית:
פתרון:
עשו את כל המעברים בבית כדי לוודא כי אתם יודעים לדרג מטריצות.
- מומלץ להקפיד שהשורה לתוכה נכנסים תהיה "נושא" הפעולה, ז"א:
- אם לכל השורה יש גורם משותף, כדי לחלק בו (בכל שלב של הדירוג).
- אסור לשנות שורה ולהשתמש בה בו זמנית. למשל: . היוצא דופן היחיד הוא פעולה מסוג .
- שתי מטריצות נקראות שקולות שורה אם אפשר להגיע מאחת לשנייה ע"י פעולות דירוג.
- דרגה של מטריצה = מס' שורות שונות מאפס במטריצה הקנונית.
- שתי מטריצות הינן שקולות שורה ⇔ יש להן את אותה הצורה הקנונית.
- ניתן לקבוע דרגה של מטריצה כבר מהצורה המדורגת שלה.
הצורה הקנונית של המטריצה תראה כך:
מה הצורה הקנונית של מטריצה מדרגה ?
פתרון:
גלית טוענת כי המטריצה הקנונית הינה: .
∎
כל משולשת עליונה היא מדורגת
פתרון: לא נכון.
דוגמה נגדית:
היא משולשת, שכן כל מה שמתחת לאלכסון הינו אפס, אבל אינה מדורגת.
כל מדורגת היא משולשת.
פתרון: לא נכון.
דוגמה נגדית:
המטריצה הזו מדורגת, אך אינה משולשת.
כל מדורגת ריבועית היא משולשת.
פתרון: נכון.
לא נכתוב כרגע הוכחה מדוייקת, אבל יוסבר בניפנוף ידיים.
המינימום הנדרש ממדורגת ריבועית הוא שמספר האפסים יעלה משורה לשורה:
שזוהי בדיוק ההגדרה של משולשת.
סכום מדורגות הוא מדורג.
פתרון: לא נכון.
זוהי מטריצה שאינה מדורגת, שכן מספר האפסים לא גדל משורה לשורה.
סכום מטריצות מדרגה = מטריצה מדרגה .
פתרון: לא נכון.
סכום 2 מטריצות מדורגות מדרגה = מטריצה מדורגת מדרגה
פתרון: לא נכון.
נשים לב כי מטריצת הסכום אינה מדורגת ולכן הטענה לא נכונה.
ללא התנאי כי התוצאה תהיה מדורגת, הטענה נכונה.
כל אלכסונית היא מדורגת.
פתרון: לא נכון.
זה שהמטריצה אלכסונית אינו אומר כי כל האיברים באלכסון אינם אפס.
מצאו את דרגת המטריצה הבאה בהתאם לערכים השונים של :
פתרון:
נחלק למקרים על פי .
- מקרה 1: (איברים מובילים שונים מאפס)
אזי המטריצה הינה מדורגת ודרגתה היא 3. - מקרה 2:
המטריצה תהיה:
ודרגתה תהיה 1.
- מקרה 3:
במקרה זה, המטריצה תהיה:
ודרגתה תהיה 3.
תשובה סופית: עבור : ועבור : .
∎
בדירוג עם פרמטרים, אחרי שסיימנו לדרג לכאורה, אנו מסמנים איברים מובילים ומחלקים למקרים על פי איברים מובילים.
- האלגוריתם זהה לאלגוריתם לפירוק רגיל.
- יש לפצל למקרים כאשר מכפילים את השורה עליה עובדים בביטוי(יכול להיות שהוא אפס)
- יש לפצל למקרים כאשר מחלקים בביטוי.
- פעולות מסוג: לא דורשות פיצול.