อ่าน 2 นาที
ความเท่าเทียมกันของแถว
ในพีชคณิตเชิงเส้น เมทริกซ์ สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อสามารถเปลี่ยนเมทริกซ์หนึ่งไปเป็นอีกเมทริกซ์หนึ่งได้ด้วยลำดับของการดำเนินการแถวพื้นฐาน หรืออีกนัยหนึ่ง...
ความเท่าเทียมกันของแถว
ในพีชคณิตเชิงเส้น เมทริกซ์ สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อสามารถเปลี่ยนเมทริกซ์หนึ่งไปเป็นอีกเมทริกซ์หนึ่งได้ด้วยลำดับของการดำเนินการแถวพื้นฐาน หรืออีกนัยหนึ่ง เมทริกซ์ขนาด m × nสอง เมท ริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อมีปริภูมิแถว เดียวกัน แนวคิดนี้มักนำไปใช้กับเมทริกซ์ที่แสดงระบบสมการเชิงเส้นซึ่งในกรณีนี้ เมทริกซ์สองเมทริกซ์ที่มีขนาดเท่ากันจะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อ ระบบ สมการเอกพันธุ์ ที่สอดคล้องกัน มีชุดคำตอบเดียวกัน หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เมทริกซ์ทั้งสองมีปริภูมิ ว่าง เดียวกัน
เนื่องจากการดำเนินการแถวพื้นฐานสามารถย้อนกลับได้ ความสมมูลของแถวจึงเป็นความสัมพันธ์สมมูลโดยทั่วไปจะใช้เครื่องหมายทิลเด (~) แทน [ 1 ]
มีแนวคิดที่คล้ายกันคือความสมมูลของคอลัมน์ซึ่งกำหนดโดยการดำเนินการคอลัมน์ขั้นพื้นฐาน เมทริกซ์สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในคอลัมน์ก็ต่อเมื่อเมทริกซ์ทรานสโพสของเมทริกซ์ทั้งสองนั้นสมมูลกันในแถว เมทริกซ์สี่เหลี่ยมผืนผ้าสองเมทริกซ์ที่สามารถแปลงเป็นเมทริกซ์หนึ่งได้โดยอนุญาตให้ดำเนินการทั้งแถวและคอลัมน์ขั้นพื้นฐาน เรียกว่าเมทริกซ์ ที่สมมูลกัน
การดำเนินการแถวขั้นพื้นฐาน
การดำเนินการ แถวขั้นพื้นฐานได้แก่ การเคลื่อนไหวอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้:
- สลับ:สลับแถวสองแถวในเมทริกซ์
- การขยายขนาด:คูณแถวของเมทริกซ์ด้วยค่าคงที่ที่ไม่ใช่ศูนย์
- จุดหมุน:เพิ่มจำนวนเท่าของแถวหนึ่งในเมทริกซ์ไปยังอีกแถวหนึ่ง
เมทริกซ์AและBจะสมมูลกันในเชิงแถวถ้าสามารถแปลงAให้เป็นBได้โดยใช้ลำดับของการดำเนินการแถวพื้นฐาน
ช่องว่างแถว
ปริภูมิแถวของเมทริกซ์คือเซตของผลรวมเชิงเส้น ที่เป็นไปได้ทั้งหมด ของเวกเตอร์แถวของเมทริกซ์นั้น ถ้าแถวของเมทริกซ์แทนระบบสมการเชิงเส้น ปริภูมิแถวจะประกอบด้วยสมการเชิงเส้นทั้งหมดที่สามารถอนุมานได้ทางพีชคณิตจากสมการในระบบนั้น เมท ริกซ์ขนาด m × n สอง เมทริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อมีปริภูมิแถวเดียวกัน
ตัวอย่างเช่น เมทริกซ์
เวกเตอร์เหล่านี้มีค่าเท่ากันในแถว โดยปริภูมิแถวคือเวกเตอร์ทั้งหมดที่มีรูปแบบระบบสมการเอกพันธุ์ที่สอดคล้องกันจะให้ข้อมูลเดียวกัน:
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบทั้งสองนี้บ่งชี้ถึงสมการทุกสมการในรูปแบบดังกล่าว
ความเท่าเทียมกันของคำจำกัดความ
ข้อเท็จจริงที่ว่าเมทริกซ์สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในแถวก็ต่อเมื่อมีปริภูมิแถวเดียวกันนั้น เป็นทฤษฎีบทที่สำคัญในพีชคณิตเชิงเส้น การพิสูจน์นั้นอาศัยข้อสังเกตดังต่อไปนี้:
- การดำเนินการแถวขั้นพื้นฐานไม่มีผลต่อปริภูมิแถวของเมทริกซ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมทริกซ์สองเมทริกซ์ใดๆ ที่สมมูลกันในเชิงแถวจะมีปริภูมิแถวเท่ากัน
- เมทริกซ์ใดๆ ก็สามารถลดรูปได้โดยใช้การดำเนินการแถวพื้นฐาน ไปเป็นเมทริกซ์ในรูปแบบขั้นบันไดแถวลดรูป
- เมทริกซ์สองเมทริกซ์ในรูปแบบขั้นบันไดลดรูปจะมีพื้นที่แถวเท่ากันก็ต่อเมื่อเมทริกซ์ทั้งสองเท่ากันเท่านั้น
แนวคิดนี้ยังพิสูจน์ได้ว่าเมทริกซ์ทุกตัวเทียบเท่ากับเมทริกซ์เฉพาะตัวที่มีรูปแบบขั้นบันไดแถวลดรูป
คุณสมบัติเพิ่มเติม
- เนื่องจากปริภูมิว่างของเมทริกซ์เป็นส่วนเติมเต็มเชิงตั้งฉากของปริภูมิแถวดังนั้นเมทริกซ์สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อมีปริภูมิว่างเดียวกัน
- อันดับ ของ เมทริกซ์เท่ากับมิติของปริภูมิแถว ดังนั้นเมทริกซ์ที่เทียบเท่ากันในแถวจะต้องมีอันดับเดียวกัน ซึ่งเท่ากับจำนวนตัวหมุนในรูปแบบขั้นบันไดแถวลดรูป
- เมทริกซ์จะผกผันได้ก็ต่อเมื่อเมทริกซ์นั้นสมมูลกันในแถวกับเมทริกซ์เอกลักษณ์
- เมทริกซ์AและBเทียบเท่าแถวกันก็ต่อเมื่อมีเมทริกซ์ผกผันPที่ทำให้A= PB [ 2 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความเท่าเทียมกันของแถว
ในพีชคณิตเชิงเส้น เมทริกซ์ สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในเชิงแถวก็ต่อเมื่อสามารถเปลี่ยนเมทริกซ์หนึ่งไปเป็นอีกเมทริกซ์หนึ่งได้ด้วยลำดับของการดำเนินการแถวพื้นฐาน หรืออีกนัยหนึ่ง...
การดำเนินการแถวขั้นพื้นฐาน
การดำเนินการ แถว ขั้นพื้นฐาน ได้แก่ การเคลื่อนไหวอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้:
ช่องว่างแถว
ปริภูมิแถวของเมทริกซ์คือเซตของ ผลรวมเชิงเส้น ที่เป็นไปได้ทั้งหมด ของเวกเตอร์แถวของเมทริกซ์นั้น ถ้าแถวของเมทริกซ์แทน ระบบสมการเชิงเส้น ปริภูมิ แถวจะประกอบด้วยสมการเชิงเส้นทั้งหมดที่สามารถอนุมานได้ทางพีชคณิตจากสมการในระบบนั้น เมท ริกซ์ขนาด m × n สอง...
ความเท่าเทียมกันของคำจำกัดความ
ข้อเท็จจริงที่ว่าเมทริกซ์สองเมทริกซ์จะสมมูลกันในแถวก็ต่อเมื่อมีปริภูมิแถวเดียวกันนั้น เป็นทฤษฎีบทที่สำคัญในพีชคณิตเชิงเส้น การพิสูจน์นั้นอาศัยข้อสังเกตดังต่อไปนี้: