2024-10-09

Matriser

Matrismultiplikation fortsättning

Se även: 2024-10-07#Multiplikation

Sats

Givet att:
A:m×n-matris
B:n×r-matris
C:r×s-matris
m,n,r,sZ+

Då gäller: (AB)C=A(BC)

D.v.s. att den associativa lagen gäller.

Inte från föreläsningen

Produkten av två matriser A och B där A är av typen m×n och B av typen n×p är produkten AB av typen m×p.

Från detta kan vi även få att:

Givet S:en talföljd som tillåts ha upprepande tal från Z+ och:

A1:S1×S2-matris
A2:S2×S3-matris

An:Sn×Sn+1-matris

Är produkten B=i=1nAi alltid definierad och av typen S1×Sn+1.

Grannmatriser

Grannmatrisen A till grafen G=(V,E) är definierad som:

A=(a11a1nan1ann)(n×n-matris)

där aij={1,om det finns en riktad kant från nod i till nod j, d.v.s. (i,j)E0,annars, (i,j)E

För oriktad graf: aij={1,om det finns en kant från nod i till nod j, d.v.s. (i,j)E0,annars, (i,j)E

En grannmatris för en oriktad graf är alltid symmetrisk.

Symmetri

En matris är symmetrisk om Aij=Aji för alla element i matrisen.

En symmetrisk matris är alltid en kvadratisk matris.

Talteori

Delbarhet

Låt a,bZ

Vi säger att "a delar b" eller "a är en delare till b" om det finns mZ så att am=b

Notation: ab, ab (a delar ej b)

Delbarhet är en relationZ.

Sats 5.4

  1. a0aZ
  2. aaaZ (reflexiv)
  3. (abbc)aca,b,cZ (transitiv)
  4. 0a om a0
  5. För a,b,cZ gäller:
(abac)amb+ncm,nZ

Sats 5.7

Om ab och ba, då gäller a=ba=b

Division med rest

Tag a,bZ+. För tillräckligt stort mZ gäller

a(m+1)b<0(Notera: om b>a, gäller det för m=0)

Välj nu qZ som det unika elementet i Z så:
a(q+1)b<0
aqb0

Då gäller att

a(q+1)b<0aqb<baqbb1

D.v.s. aqb0, aqbb1

Definiera r=aqb
a=qb+r och 0rb1

Valet av q,r så att 0rb1 gäller är unikt (kan bara göras på ett sätt).

Sats 5.9 (Divisionsalgoritmen)

För varje par av positiva heltal a,b, finns två unika heltal q (kvoten) och r (resten) så att:

a=qb+r,0rb1

Gemensamma delare

Definiera a,bZ, inte bägge 0.

En gemensam delare till a,b är ett tal dZ så att

dadb
Största gemensamma delare

En gemensam delare uppfyller dmax{a,a,b,b}
det finns en största gemensamma delare till a,b

Notation: d=sgd(a,b) (Alltid positiv)

Euklides algoritm

För godtyckliga a,b, hur hittar vi sgd(a,b)?

Sats 5.14

  1. aZ+:sgd(a,0)=a
  2. a,b,nZ:sgd(a+nb,b)=sgd(a,b)

a,bZ+, ab
Upprepad division med rest (divisionsalgoritmen) ger:

a=bq1+r1,0r1b1
b=r1q2+r2,0r2r11
r1=r2q3+r3,0r3r21

rn2=rn1qn+rn,0rnrn11
rn1=rnqn+1+0

Slutar när resten rn+1=0.

För något n,rn
Då gäller att sgd(a,b)=rn

Exempel 1

a=16,b=12

16=12q1+r1=121+4
12=4q2+r2=43+0

sgd(a,b)=rn=r1=4

Exempel 2

a=6,b=4

6=4q1+r1=41+2 <- SGD=2
4=2q2+r2=22+0 <- Stopp när rest är 0

sgd(a,b)=r1=2

Exempel 3

a=876,b=204

876=204q1+r1=2044+60
204=60q2+r2=603+24
60=24q3+r3=242+12 <- SGD=12
24=12q4+r4=122+0 <- Stopp när rest är 0