القطر الرئيسي

في الجبر الخطي ، القطر الرئيسي (أو القطر الأساسي ، أو القطر الرئيسي ، أو القطر الرائد ، أو القطر الأكبر ، أو القطر الجيد ) للمصفوفةأ{\displaystyle A}هي قائمة الإدخالاتأأنا،ج{\displaystyle a_{i,j}}أينأنا=ج{\displaystyle i=j}جميع العناصر غير القطرية تساوي صفرًا في المصفوفة القطرية . المصفوفات الأربع التالية مُشار إلى أقطارها الرئيسية باللون الأحمر:

[100010001][100001000010][100010001000][1000010000100001]\displaystyle \begin{bmatrix}\color {red}{1}&0&0\\0&\color {red}{1}&0\\0&0&\color {red}{1}\end{bmatrix}\qquad \begin{bmatrix}\color {red}{1}&0&0&0\\0&\color {red}{1}&0&0\\0&0&\color {red}{1}&0\end{bmatrix}\qquad \begin{bmatrix}\color {red}{1}&0&0\\0&\color {red}{1}&0\\0&0&\color {red}{1}\\0&0&0\end{bmatrix}\qquad \begin{bmatrix}\color {red}{1}&0&0&0\\0&\color {red}{1}&0&0\\0&0&\color {red}{1}&0\\0&0&0&\color {red}{1}\end{bmatrix}}}

المصفوفات المربعة

بالنسبة للمصفوفة المربعة ، يكون القطر (أو القطر الرئيسي ) هو خط العناصر الممتد من الزاوية العلوية اليسرى إلى الزاوية السفلية اليمنى. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] بالنسبة للمصفوفةأ{\displaystyle A}مع تحديد فهرس الصف بواسطةأنا{\displaystyle i}وفهرس العمود المحدد بواسطةج{\displaystyle j}، ستكون هذه مدخلاتأأناج{\displaystyle A_{ij}}معأنا=ج{\displaystyle i=j}على سبيل المثال، يمكن تعريف مصفوفة الوحدة بأنها تحتوي على عناصر قيمتها 1 على القطر الرئيسي وأصفار في باقي العناصر:

(100010001){\displaystyle {\begin{pmatrix}1&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{pmatrix}}}

أثر المصفوفة هو مجموع عناصر القطر الرئيسي.

يُطلق على الخط القطري من أعلى اليمين إلى أسفل اليسار أحيانًا اسم الخط القطري الأصغر أو الخط القطري المضاد .

العناصر غير القطرية هي تلك التي لا تقع على القطر الرئيسي. المصفوفة القطرية هي مصفوفة تكون جميع عناصرها غير القطرية أصفارًا. [ 4 ] [ 5 ]

أالمدخل العلوي القطري هو المدخل الذي يقع مباشرةً فوق القطر الرئيسي وإلى يمينه. [ 6 ] [ 7 ] تمامًا كما هو الحال مع المداخل القطرية.أأناج{\displaystyle A_{ij}}معج=أنا{\displaystyle j=i}المدخلات القطرية الفائقة هي تلك التي تحتوي علىج=أنا+1{\displaystyle j=i+1}على سبيل المثال، تقع جميع العناصر غير الصفرية في المصفوفة التالية في القطر العلوي:

(020003000){\displaystyle {\begin{pmatrix}0&2&0\\0&0&3\\0&0&0\end{pmatrix}}}

وبالمثل، أالمدخل الفرعي القطري هو المدخل الذي يقع أسفل المدخل الرئيسي مباشرةً وإلى يساره، أي المدخل الفرعي القطري.أأناج{\displaystyle A_{ij}}معج=أنا-1{\displaystyle j=i-1}[ 8 ] يمكن تحديد الأقطار العامة للمصفوفة بواسطة فهرسك{\displaystyle k}مقاسة بالنسبة للقطر الرئيسي: القطر الرئيسي لديهك=0{\displaystyle k=0}؛ القطر العلوي يحتويك=1{\displaystyle k=1}؛ القطر الفرعي يحتويك=-1{\displaystyle k=-1}وبشكل عام،ك{\displaystyle k}يتكون القطر من المدخلاتأأناج{\displaystyle A_{ij}}معج=أنا+ك{\displaystyle j=i+k}.

المصفوفة الشريطية هي مصفوفة تقتصر عناصرها غير الصفرية على شريط قطري. أما المصفوفة ثلاثية الأقطار ، فتكون عناصرها غير الصفرية في القطر الرئيسي والقطر العلوي والقطر السفلي فقط.

مضاد القطر

القطر المضاد (أو القطر المعاكس ، أو القطر الثانوي (*)، أو القطر اللاحق ، أو القطر الصغير ، أو القطر غير المباشر ، أو القطر السيئ ) لترتيب ماشمال{\displaystyle N}مصفوفة مربعةب{\displaystyle B}هي مجموعة المدخلاتبأنا،ج{\displaystyle b_{i,j}}بحيثأنا+ج=شمال+1{\displaystyle i+j=N+1}للجميع1أنا،جشمال{\displaystyle 1\leq i,j\leq N}أي أنها تمتد من الزاوية العلوية اليمنى إلى الزاوية السفلية اليسرى.

[001010100]{\displaystyle {\begin{bmatrix}0&0&\color {red}{1}\\0&\color {red}{1}&0\\\color {red}{1}&0&0\end{bmatrix}}}

(*) غالبًا ما تعني الأقطار الثانوية (وكذلك الأقطار اللاحقة والثانوية والجانبية ) الأقطار ( المعروفة أيضًا باسم الأقطار من الرتبة k ) الموازية للأقطار الرئيسية أو الأساسية ، أيأأنا،أنا±ك{\displaystyle A_{i,\,i\pm k}}بالنسبة لبعض القيم غير الصفرية k = 1، 2، 3، ... بشكل عام وعالمي، فإن العناصر غير القطرية للمصفوفة هي جميع العناصر التي لا تقع على القطر الرئيسي، أي ، ذات المؤشرات المميزة i j .

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع