ترتيب مستطيل من الأعداد أو المتغيرات في صفوف أفقية وأعمدة رأسية توضع بين قوسين كبيرين [ ] بنظم محدد (عدد الصفوف m × عدد الأعمدة n)
وليس لها قيمة عددية مفردة كالمحدد
ترتيبمستطيلالأعدادالمتغيرات
مصفوفة الوحدة (Identity Matrix – I)
مصفوفة مربعة جميع عناصر قطرها الرئيسي تساوي الواحد الصحيح (1) وجميع العناصر الأخرى أصفار
وتعمل كمحايد ضربي في ضرب المصفوفات: A × I = I × A = A
مربعةجميععناصرقطرها
المحدد (Determinant – |A|)
قيمة عددية وحيدة تنسب للمصفوفة المربعة فقط وتكتب بين خطين رأسيين متوازيين | | وتحسب بضرب وفك عناصر القطر الرئيسي مطروحاً منها حاصل ضرب القطر غير الرئيسي
قيمةعدديةوحيدةتنسب
طريقة كرامر (Cramer’s Rule)
طريقة جبرية لحل منظومة من المعادلات الخطية باستخدام المحددات: x = (Δ x) / Δ
y = (Δ y) / Δ
z = (Δ z) / Δ
Δ محدد المعاملات (شرط Δ ≠ 0)
جبريةمنظومةالمعادلاتالخطية
المصفوفة المنفردة (Singular Matrix)
مصفوفة مربعة قيمة محددها تساوي صفراً (|A| = 0)
ولا يوجد لها معكوس ضربي
مربعةقيمةمحددهاتساوي
المعكوس الضربي للمصفوفة (Inverse Matrix – A-1)
المصفوفة التي حاصل ضربها في المصفوفة الأصلية A يعطي مصفوفة الوحدة:
A × A-1 = I
، وتوجد فقط للمصفوفات غير المنفردة (|A| ≠ 0).
المصفوفةحاصلضربهاالأصلية
يوضح الشكل فك المحدد الثنائي ومخطط طريقة كرامر لحل المعادلات الخطية.
يُحسب المحدد الثنائي بالعلاقة (أ د − ب ج)، ثم تُستبدل أعمدة المعاملات بالثوابت للحصول على قيم المجاهيل، وتُطبَّق الطريقة عندما يكون المحدد المميز غير صفري.
المحدد يختلف عن المصفوفة في كونه قيمة عددية منفردة ولا يكتب إلا لمصفوفة مربعة (عدد الصفوف = عدد الأعمدة).
لوح على شكل متوازي أضلاع تمثل مساحته المحدد والمصفوفات: المحدد 3 × 2 – 1 × 1 = 5.
فك محدد الرتبة الثانية←|a b;
c d| = a d – b c
.
فك محدد الرتبة الثالثة 3×3 يتم باستخدام عناصر أي صف أو عمود مع مراعاة قاعدة الإشارات (+ – +) كالتالي:
نختار الصف الأول ونضرب كل عنصر في محدده الأصغر الناتج عن حذف صفه وعموده:
|a1 b1 c1; a2 b2 c2;
a3 b3 c3| = a1 |b2 c2
; b3 c3| – b1 |a2 c2; a3 c3| + c1 |a2 b2; a3 b3|.
المحدد في الصورة المثلثية إذا كانت جميع العناصر الواقعة فوق القطر الرئيسي أو تحته أصفاراً، فإن قيمة المحدد تساوي مباشرة حاصل ضرب عناصر قطره الرئيسي.
شكل 1: فك المحدد الثنائي ومخطط طريقة كرامر لحل المعادلات الخطية
طريقة كرامر (Cramer’s Rule) طريقة جبرية لحل منظومة من المعادلات الخطية باستخدام المحددات: x = (Δ x) / Δ، y = (Δ y) / Δ، z = (Δ z) / Δ حيث Δ محدد المعاملات (شرط Δ ≠ 0).
يوضح الشكل فك المحدد الثنائي ومخطط طريقة كرامر لحل المعادلات الخطية.
🔬 شكل 1 – فك المحدد الثنائي ومخطط طريقة كرامر لحل المعادلات الخطية
المحدد ومساحة متوازي الأضلاع
المحدد ومساحة متوازي الأضلاع←المحددات وطرق فكها وخواصها الأساسية
حل المعادلات بطريقة كرامر وبالمعكوس الضربي للمصفوفة
حل المعادلات بطريقة كرامر وبالمعكوس الضربي للمصفوفة
طريقة كرامر (Cramer’s Rule)←لحل المعادلتين
a1 x + b1 y = c1
و
a2 x + b2 y = c2
:
نحسب محدد المعاملات العام Δ = |a1 b1;
a2 b2| = a1 b2 – b1 a2
(يشترط Δ ≠ 0).
Δx = |c1 b1; c2 b2|.
Δy = |a1 c1; a2 c2|.
قيمة x = (Δ x) / Δ وقيمة y = (Δ y) / Δ.
طريقة المعكوس الضربي لحل المعادلات المصفوفيةنكتب النظام في الصورة المصفوفية: A × X = B، حيث A مصفوفة المعاملات، X مصفوفة المجاهيل [x; y]، B مصفوفة الثوابت.
بضرب الطرفين من اليسار في المعكوس الضربي A-1X = A-1 × B .
بما أن |A| = 1 ≠ 0، فإن المصفوفة غير منفردة ولها معكوس ضربي A-1. [3] ثانياً: نطبق قانون المعكوس الضربي:
A-1 = (1 / |A|) × [d -b
; –c a]. [4] نبدل عنصري القطر الرئيسي (4 و 2 يصبحان 2 و 4)، ونغير إشارتي القطر الفرعي (7 و 1 يصبحان -7 و -1):
[5] A-1 = (1 / 1) × [2 -7
;
-1 4] = [2 -7
; -1 4]. [6] ثالثاً: التحقق بضرب A في A-1:
[7] A × A-1 = [4 7
; 1 2] × [2 -7; -1 4]. [8] العنصر
c11 = (4× 2) + (7× -1) = 8 – 7 = 1. [9]
العنصر
c12 = (4× -7) + (7× 4) = -28 + 28 = 0. [10]
العنصر
c21 = (1× 2) + (2× -1) = 2 – 2 = 0. [11]
العنصر
c22 = (1× -7) + (2× 4) = -7 + 8 = 1. [12]
الناتج = [1 0; 0 1] = I (مصفوفة الوحدة، وهو المطلوب تحققه إثباتياً).💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ: تذكر: إذا كانت قيمة المحدد |A| = 0 فإن المصفوفة تسمى مصفوفة منفردة وليس لها معكوس ضربي!
ترتيب مستطيل من الأعداد أو المتغيرات في صفوف أفقية وأعمدة رأسية توضع بين قوسين كبيرين [ ] بنظم محدد (عدد الصفوف m × عدد الأعمدة n)، وليس لها قيمة عددية مفردة كالمحدد.
مصفوفة الوحدة (Identity Matrix:
I) مصفوفة مربعة جميع عناصر قطرها الرئيسي تساوي الواحد الصحيح (1) وجميع العناصر الأخرى أصفار، وتعمل كمحايد ضربي في ضرب المصفوفات: A × I = I × A = A.
المحدد (Determinant:
|A|) قيمة عددية وحيدة تنسب للمصفوفة المربعة فقط وتكتب بين خطين رأسيين متوازيين | | وتحسب بضرب وفك عناصر القطر الرئيسي مطروحاً منها حاصل ضرب القطر غير الرئيسي.
طريقة كرامر (Cramer's Rule):
طريقة جبرية لحل منظومة من المعادلات الخطية باستخدام المحددات x = Δx / Δ، y = Δy / Δ، z = Δz / Δ حيث Δ محدد المعاملات (شرط Δ ≠ 0).
المصفوفة المنفردة (Singular Matrix):
مصفوفة مربعة قيمة محددها تساوي صفراً (|A| = 0)، ولا يوجد لها معكوس ضربي.
المعكوس الضربي للمصفوفة (Inverse Matrix:
A−1) المصفوفة التي حاصل ضربها في المصفوفة الأصلية A يعطي مصفوفة الوحدة: A × A−1 = I، وتوجد فقط للمصفوفات غير المنفردة (|A| ≠ 0).