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Varias clases importantes de matrices son subconjuntos entre sí.

Esta página enumera algunas clases importantes de matrices utilizadas en matemáticas , ciencias e ingeniería . Una matriz (matrices plurales, o menos comúnmente matrices) es una matriz rectangular de números llamados entradas . Las matrices tienen una larga historia tanto de estudio como de aplicación, lo que lleva a diversas formas de clasificar las matrices. Un primer grupo son las matrices que satisfacen las condiciones concretas de las entradas, incluidas las matrices constantes. Ejemplos importantes incluyen la matriz de identidad dada por

y la matriz cero de dimensión . Por ejemplo:

. [1]

Otras formas de clasificar las matrices son de acuerdo con sus valores propios o imponiendo condiciones al producto de la matriz con otras matrices. Finalmente, muchos dominios, tanto en matemáticas como en otras ciencias, incluidas la física y la química , tienen matrices particulares que se aplican principalmente en estas áreas.

Matrices constantes [ editar ]

La siguiente lista comprende matrices cuyos elementos son constantes para cualquier dimensión (tamaño) dada de la matriz. Las entradas de la matriz se denotarán una ij . La siguiente tabla usa el delta de Kronecker δ ij para dos enteros i y j, que es 1 si i = j y 0 en caso contrario.

Patrones específicos para las entradas [ editar ]

A continuación se enumeran las matrices cuyas entradas están sujetas a determinadas condiciones. Muchos de ellos se aplican solo a matrices cuadradas , es decir, matrices con el mismo número de columnas y filas. La diagonal principal de una matriz cuadrada es la diagonal que une la esquina superior izquierda y la inferior derecha o, de manera equivalente, las entradas a i , i . La otra diagonal se llama anti-diagonal (o contra-diagonal).

Matrices que satisfacen algunas ecuaciones [ editar ]

Varias nociones relacionadas con la matriz se refieren a propiedades de productos o inversas de la matriz dada. El producto matricial de una matriz A de m- por- n y una matriz B de n- por- k es la matriz C de m- por- k dada por

[3]

Este producto de matriz se denota AB . [1] A diferencia del producto de números, los productos matriciales no son conmutativos , es decir, AB no tiene por qué ser igual a BA . [3] Varias nociones se refieren al fracaso de esta conmutatividad. Un inversa de matriz cuadrada A es una matriz B (necesariamente de la misma dimensión que A ) tal que AB = I . De manera equivalente, BA = I . No es necesario que exista una inversa. Si existe, B se determina de forma única, y también se llama lainverso de A , denotado A −1 .

Matrices con condiciones sobre valores propios o vectores propios [ editar ]

Matrices generadas por datos específicos [ editar ]

Matrices utilizadas en estadística [ editar ]

Las siguientes matrices encuentran su principal aplicación en estadística y teoría de probabilidades .

  • Matriz de Bernoulli : una matriz cuadrada con entradas +1, −1, con la misma probabilidad de cada una.
  • Matriz de centrado : una matriz que, cuando se multiplica con un vector, tiene el mismo efecto que restar la media de los componentes del vector de cada componente.
  • Matriz de correlación : una matriz simétrica n × n , formada por los coeficientes de correlación por pares de varias variables aleatorias .
  • Matriz de covarianza : una matriz simétrica n × n , formada por las covarianzas por pares de varias variables aleatorias. A veces se llama matriz de dispersión .
  • Matriz de dispersión : otro nombre para una matriz de covarianza .
  • Matriz doblemente estocástica : una matriz no negativa tal que cada fila y cada columna suman 1 (por lo tanto, la matriz es estocástica izquierda y estocástica derecha )
  • Matriz de información de Fisher : una matriz que representa la varianza de la derivada parcial, con respecto a un parámetro, del logaritmo de la función de verosimilitud de una variable aleatoria.
  • Matriz de sombrero : una matriz cuadrada que se usa en estadísticas para relacionar los valores ajustados con los valores observados.
  • Matriz ortostocástica - matriz doblemente estocástica cuyas entradas son los cuadrados de los valores absolutos de las entradas de alguna matriz ortogonal
  • Matriz de precisión : una matriz simétrica n × n , formada invirtiendo la matriz de covarianza . También se llama matriz de información .
  • Matriz estocástica : una matriz no negativa que describe un proceso estocástico . La suma de las entradas de cualquier fila es uno.
  • Matriz de transición : una matriz que representa las probabilidades de que las condiciones cambien de un estado a otro en una cadena de Markov.
  • Matriz unistocástica : una matriz doblemente estocástica cuyas entradas son los cuadrados de los valores absolutos de las entradas de alguna matriz unitaria.

Matrices utilizadas en la teoría de grafos [ editar ]

Las siguientes matrices encuentran su aplicación principal en la teoría de gráficos y redes .

  • Matriz de adyacencia : una matriz cuadrada que representa un gráfico, con un ij distinto de cero si el vértice i y el vértice j son adyacentes.
  • Matriz de biadyacencia : una clase especial de matriz de adyacencia que describe la adyacencia en gráficos bipartitos .
  • Matriz de grados : una matriz diagonal que define el grado de cada vértice en un gráfico.
  • Matriz de Edmonds : una matriz cuadrada de un gráfico bipartito.
  • Matriz de incidencia : una matriz que representa una relación entre dos clases de objetos (generalmente vértices y aristas en el contexto de la teoría de grafos).
  • Matriz laplaciana : una matriz igual a la matriz de grados menos la matriz de adyacencia de un gráfico, que se utiliza para encontrar el número de árboles de expansión en el gráfico.
  • Matriz de adyacencia de Seidel : una matriz similar a la matriz de adyacencia habitual pero con -1 para la adyacencia; +1 para no adyacencia; 0 en la diagonal.
  • Matriz de adyacencia sesgada : una matriz de adyacencia en la que cada a ij distinto de cero es 1 o −1, de acuerdo con la dirección i → j que coincide o se opone a la de una orientación especificada inicialmente.
  • Matriz de Tutte : una generalización de la matriz de Edmonds para un gráfico bipartito equilibrado.

Matrices utilizadas en ciencia e ingeniería [ editar ]

  • Matriz Cabibbo – Kobayashi – Maskawa : una matriz unitaria utilizada en física de partículas para describir la fuerza de las desintegraciones débiles que cambian el sabor .
  • Matriz de densidad : una matriz que describe el estado estadístico de un sistema cuántico. Hermitiana , no negativa y con traza 1.
  • Matriz fundamental (visión por computadora) : una matriz de 3 × 3 en visión por computadora que relaciona los puntos correspondientes en imágenes estéreo.
  • Matriz asociativa difusa : una matriz en inteligencia artificial , utilizada en procesos de aprendizaje automático.
  • Matrices gamma: matrices 4 × 4 en la teoría cuántica de campos .
  • Matrices de Gell-Mann : una generalización de las matrices de Pauli ; estas matrices son una representación notable de los generadores infinitesimales del grupo unitario especial SU (3).
  • Matriz hamiltoniana : una matriz utilizada en una variedad de campos, incluida la mecánica cuántica y los sistemas de reguladores lineales cuadráticos (LQR).
  • Matriz irregular : una matriz utilizada en informática que tiene un número variable de elementos en cada fila.
  • Matriz de superposición : un tipo de matriz de Gramian , utilizada en química cuántica para describir la interrelación de un conjunto de vectores básicos de un sistema cuántico .
  • Matriz S : una matriz en mecánica cuántica que conecta estados de partículas asintóticos (pasado y futuro infinitos).
  • Matriz de dispersión : una matriz en ingeniería de microondas que describe cómo se mueve la energía en un sistema multipuerto.
  • Matriz de transición de estados: exponente de la matriz de estados en los sistemas de control.
  • Matriz de sustitución : una matriz de la bioinformática , que describe las tasas de mutación de las secuencias de aminoácidos o ADN .
  • Matriz Supnick : una matriz cuadrada utilizada en informática .
  • Matriz Z : una matriz en química , que representa una molécula en términos de su geometría atómica relativa.

Otros términos y definiciones relacionados con la matriz [ editar ]

  • Forma canónica de Jordan : una matriz 'casi' en diagonal, donde los únicos elementos distintos de cero aparecen en el plomo y las superdiagonales.
  • Independencia lineal : dos o más vectores son linealmente independientes si no hay forma de construir uno a partir de combinaciones lineales de los demás.
  • Matriz exponencial : definida por la serie exponencial .
  • Representación matricial de secciones cónicas
  • Pseudoinverso : una generalización de la matriz inversa .
  • Forma escalonada de filas : una matriz en esta forma es el resultado de aplicar el procedimiento de eliminación directa a una matriz (como se usa en la eliminación gaussiana ).
  • Wronskiano - el determinante de una matriz de funciones y sus derivados de tal manera que la fila n es el ( n -1) º derivado de la fila uno.

Ver también [ editar ]

  • Matriz perfecta

Notas [ editar ]

  1. ^ a b "Lista completa de símbolos de álgebra" . Bóveda de matemáticas . 2020-03-25 . Consultado el 7 de septiembre de 2020 .
  2. ^ Hogben  2006 , cap. 31.3.
  3. ^ a b Weisstein, Eric W. "Multiplicación de matrices" . mathworld.wolfram.com . Consultado el 7 de septiembre de 2020 .
  4. ^ "Matriz no despectiva - Enciclopedia de las matemáticas" . encyclopediaofmath.org . Consultado el 7 de septiembre de 2020 .

Referencias [ editar ]

  • Hogben, Leslie (2006), Manual de álgebra lineal (Matemáticas discretas y sus aplicaciones) , Boca Raton: Chapman & Hall / CRC, ISBN 978-1-58488-510-8 CS1 maint: discouraged parameter (link)