E-book matrix

Sweet! Sweet!

MATRIX

MATRIX

MATRIX

เ ม ท ริก ซ์ ( ค ณิ ต ศ า ส ต ร์)

ป ร ะ วัติ ข อ ง M A T R I X

ในคณิตศาสตร์ เมทริกซ์ หรือ เมตริกซ์ (อังกฤษ: matrix) คือตารางสี่เหลี่ยมที่แต่ละช่องบรรจุ
จำนวนหรือโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่สามารถนำมาบวกและคูณกับตัวเลขได้

เราสามารถใช้เมทริกซ์แทนระบบสมการเชิงเส้น การแปลงเชิงเส้น และใช้เก็บข้อมูลที่ขึ้นกับตัวแปรต้น

สองตัว เราสามารถบวก คูณ และแยกเมทริกซ์ออกเป็นผลคูณของเมทริกซ์ได้หลายรูปแบบ เมทริกซ์

เป็นแนวความคิดที่มีความสำคัญยิ่งของพีชคณิตเชิงเส้น โดยทฤษฎีเมทริกซ์เป็นสาขาหนึ่งของ

พีชคณิตเชิงเส้นที่เน้นการศึกษาเมทริกซ์

มีการประยุกต์ใช้เมทริกซ์ในหลากหลายสาขาของวิทยาศาสตร์ ในสาขาฟิสิกส์มีการประยุกต์ใช้เมทริกซ์ในทุก ๆ
แขนงของฟิสิกส์ที่มีอยู่ เช่น กลศาสตร์, ทัศนศาสตร์ (Optics), แม่เหล็กไฟฟ้า, กลศาสตร์ควอนตัม หรือ

ไฟฟ้ากระแสควอนตัม มีการใช้ทฤษฎีเมทริกซ์ในการศึกษาปรากฎการณ์ทางฟิสิกส์ เช่น การเคลื่ อนที่ของวัตถุ
ในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์มีการประยุกต์ใช้เมทริกซ์ในการทำคอมพิวเตอร์กราฟฟิก โดยใช้สร้างโมเดล 3
มิติ เพื่อแสดงผลบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่เป็น 2 มิติ

ในทางสถิติศาตร์ มีการใช้เมทริกซ์แบบสโตแคสติกในการอธิบายถึงชุด (Set) ของความน่าจะเป็น อาทิ มีการ

ประยุกต์ใช้ร่วมกับอัลกอริทึมแบบ PageRank ในการเรียงหน้าผลการค้นหาในเว็บไซต์เสิร์จเอนจินอย่าง

Google ในการศึกษาแคลคูลัส มีการใช้แคลคูลัสเชิงเมทริกซ์ (Matrix calculus) ในการวิเคราะห์อนุพันธ์

(Derivative) และฟังก์ชั่นเอกซ์โพเนนเชียลในมิติที่อยู่สูงขึ้นไป (Higher dimension) นอกจากนั้นยังมีการ

ประยุกต์ใช้เมทริกซ์ในการอธิบายระบบความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจ

นิยามของ MATRIX

เมทริกซ์ คือกลุ่มของจำนวนหรือสมาชิกของริงใดๆ เขียนเรียงกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือ
จัตุรัส กล่าวคือเรียงเป็นแถวในแนวนอน และเรียงเป็นแถวในแนวตั้ง เรามักเขียนเมทริกซ์เป็น
ตารางที่ไม่มีเส้นแบ่งและเขียนวงเล็บคร่อมตารางไว้ (ไม่ว่าจะเป็นวงเล็บโค้งหรือวงเล็บเหลี่ยม)
เช่น

เราเรียกแถวในแนวนอนของเมทริกซ์ว่า แถว เรียกแถว

ในแนวตั้งของเมทริกซ์ว่า หลัก และเรียกจำนวนแต่ละ

จำนวนเในเมทริกซ์ว่า สมาชิก ของเมทริกซ์ การกล่าว

ถึงสมาชิกของเมทริกซ์ จะต้องระบุตำแหน่งให้ถูกต้อง

เช่น จากตัวอย่างด้านซ้ายมือ

สมาชิกที่อยู่ในแถวที่ 2 หลักที่ 3 คือเลข 4
สมาชิกที่อยู่ในแถวที่ 2 หลักที่ 2 คือเลข 15
สมาชิกที่อยู่ในแถวที่ 3 หลักที่ 1 คือเลข 5

เราเรียกเมทริกซ์ที่มี แถว และ หลัก เรียกว่า เมทริกซ์ เราเรียก

จำนวน และ ว่า มิติ หรือ ขนาดของเมทริกซ์

เราใช้สัญญลักษณ์ เพื่ อหมายถึง เมทริกซ์ ซึ่งมี แถว และ หลัก โดยที่ (หรือ ) หมายถึง สมาชิกที่

อยู่ในตำแหน่ง แถว และ หลัก ของเมทริกซ์

การกระทำระหว่าง
””Matrix “”

การบวก

การบวกเมทริกซ์อีกแบบหนึ่งที่เป็นที่นิยมน้อยกว่าคือการบวกตรง

การคูณด้วยสเกลาร์

จะเห็นว่า ปฏิบัติการทั้งสองข้างต้น (การบวกและการคูณด้วยสเกลาร์) ช่วยให้เราสามารถมองเมทริกซ์ขนาด m*n ว่า

เป็นเวกเตอร์ที่มีมิติ ด้วยเหตุนี้ เซตของเมทริกซ์ที่มีขนาดเท่ากับจึงเป็นปริภูมิเวกเตอร์ชนิดหนึ่ง

การคูณ

และ

การคูณเมทริกซ์มีสมบัติต่อไปนี้

มิวต์ซึ่งกันและกันมีความสำคัญมากในการเป็นตัวแทนของพีชคณิตลีและพีชคณิตคลิฟฟอร์ด
ข้อสังเกต i = แถว หรือ row และ j = แถวตั้ง หรือ column

การสลับเปลี่ยน

เมทริกซ์จัตุรัส

เมทริกซ์จัตุรัส คือเมทริกซ์ที่มีขนาดแถวและหลักเท่ากัน โดยเขียนอยู่ในรูปเมทริกซ์ขนาด n × n ยกเว้น n = 1

เมทริกซ์ที่มีลักษณะพิเศษ













Sweet! Sweet!

ทัศนีย์ เขียวแก้ว

ม.4/3 เลขที่ 29