Matrice și operații cu matrice
Ce este o matrice, egalitatea, adunarea, înmulțirea cu un scalar, înmulțirea a două matrice și transpusa, cu proprietățile pe care le folosește baremul la Subiectul al II-lea.
- 22 min
- La BAC: Subiectul al II-lea (1)
- Verificat pe bareme

ții minte doar fișa asta și ești acoperit
Fișa de aur
- 01
AB există doar dacă nr. coloane A = nr. linii B; elementul (i, j) = linia i din A ori coloana j din B.
Truc: Linia „culcată” peste coloana „în picioare”: înmulțești pereche cu pereche și aduni.
- 02
AB ≠ BA în general. Dacă ți se cere AB = BA, calculezi ambele produse și le compari element cu element.
- 03
AB = O nu înseamnă că A = O sau B = O. Exemplul clasic: matricea cu toți 1 ori matricea cu 1, −1.
- 04
Egalitatea de matrice = egalitatea tuturor elementelor de pe aceleași poziții: o ecuație matriceală 2×2 dă 4 ecuații.
- 05
ᵗ(AB) = ᵗB · ᵗA (ordinea se inversează). In e neutru la înmulțire, On la adunare.
Pe scurt
Culorile din lecție:termenidee-cheie
- O matrice de tip (m, n) are m linii și n coloane; elementul de pe linia i, coloana j este .
- Adunarea și înmulțirea cu un scalar se fac element cu element; cer matrice de același tip (la adunare).
- Produsul există doar dacă numărul de coloane ale lui este egal cu numărul de linii ale lui .
- Înmulțirea este asociativă și distributivă, are elementul neutru , dar nu este comutativă.
- Transpusa: liniile devin coloane; .
- La BAC, Subiectul al II-lea, problema 1, aproape mereu pornește de la o matrice care depinde de un parametru.
Matrice, tipuri, egalitate
O matrice de tip cu elemente numere complexe este un tablou
Mulțimea lor se notează . Dacă , matricea este pătratică de ordin n, iar mulțimea se notează (analog cu , , ).
| Matrice | Descriere | Exemplu de ordin 2 |
|---|---|---|
| Matricea unitate | 1 pe diagonala principală, 0 în rest | |
| Matricea nulă | toate elementele 0 | |
| Matrice linie / coloană | o singură linie / o singură coloană | , |
Egalitatea: dacă au același tip și pentru orice . Practic, o egalitate de matrice 2×2 înseamnă patru egalități de numere, iar una 3×3 înseamnă nouă.
Urma unei matrice pătratice este (suma de pe diagonala principală).
Câte ecuații dă egalitatea a două matrice 2×2?
Adunarea și înmulțirea cu un scalar
Pentru de același tip și : și .
Proprietățile adunării: asociativă, comutativă, are elementul neutru , iar fiecare matrice are opusa .
Proprietățile înmulțirii cu scalar: , , , .
Exemplu rapid: pentru ,
Înmulțirea a două matrice
Dacă și , atunci și
adică elementul de pe poziția este linia i a lui A „înmulțită” cu coloana j a lui B.
Linia din A, coloana din B
Proprietăți (pentru matrice pentru care produsele au sens):
- asociativitate: ;
- distributivitate: și ;
- element neutru: pentru ;
- .
Ce NU este adevărat în general:
- (necomutativitate);
- sau ;
- . Corect este ; formula „de la numere” funcționează doar dacă .
Un produs cu tipuri diferite, de exemplu o matrice 2×3 înmulțită cu una 3×2, dă o matrice 2×2:
Transpusa unei matrice
Transpusa lui este , cu : prima linie devine prima coloană etc.
Proprietăți: , , , .
Cu ce este egală transpusa lui AB?
Exemple rezolvate
Se consideră și . Arătați că .
Elementele de pe poziția (1, 1) diferă: , deci .
Determinați numerele reale și pentru care .
Egalând elementele: , , . Din și , singura pereche cu suma 3 este , .
Pentru și :
deși și . Concluzie: la matrice nu ai voie să „împarți” la o matrice decât dacă ea este inversabilă.
Se consideră , . Demonstrați că , pentru orice .
Barem: 2p pentru primul produs calculat, 3p pentru al doilea și concluzie. La a) aceeași problemă cerea (vezi lecția despre determinanți).
Se consideră și , .
b) Arătați că , pentru orice reali.
(barem: 3p produsul și diferența, 2p identificarea cu ).
c) Determinați real pentru care .
Din b): și , deci diferența este (3p). Din și : , adică x = 0 sau x = 2 (2p).
, .
b) Elementul (1, 1) al produsului este , elementul (1, 2) este ; analog celelalte. Rezultă , pentru orice reali (3p + 2p).
c) Determinați real pentru care .
Din b), . Fiecare element al lui este de gradul I în , deci (2p). Ecuația devine ; egalând elementele de pe poziția (1, 2), , deci a = −1 (3p).
Toate produsele de mai sus au fost recalculate exact, iar Exemplele 4–6 au fost verificate pentru mai multe valori ale parametrilor.
Când există produsul AB?
Ce se cere la BAC
Problema 1 de la Subiectul al II-lea are trei cerințe de câte 5 puncte. Operațiile cu matrice apar în toate trei:
- a) un calcul direct: o sumă, un produs, un determinant al unei matrice particulare (, ). Baremul dă de obicei 2–3p pentru scrierea matricei sau a calculului și restul pentru rezultat.
- b) o relație valabilă „pentru orice x”: (2020 august, varianta 3, II.1.b; barem: ambele produse egale cu matricea cu în colțul din dreapta sus), (model 2022, II.1.b), (2024 august, II.1.b), (2026 specială, II.1.b).
- c) o ecuație în care necunoscuta e un număr ascuns în matrice (vezi lecțiile despre puteri și despre ecuații matriceale).
Greșeli care costă puncte
- Produs pe poziții: înmulțirea element cu element în loc de „linie ori coloană”.
- Un singur produs la cerința „AB = BA”: trebuie calculate amândouă.
- Formula de la numere folosită fără să știi că .
- „Simplificarea” cu o matrice: din sau nu tragi concluzii fără inversabilitate.
- Tipuri incompatibile: înainte de a înmulți, verifică (m, n)·(n, p).
Termeni-cheie
- Matrice de tip (m, n)
- Tablou cu m linii și n coloane de numere; elementul de pe linia i și coloana j se notează a_ij.
- Matrice pătratică de ordin n
- Matrice cu n linii și n coloane; mulțimea lor se notează Mn(C), Mn(R) etc.
- Diagonala principală
- Elementele a11, a22, ..., ann ale unei matrice pătratice.
- Matricea unitate In
- Matricea pătratică cu 1 pe diagonala principală și 0 în rest; A·In = In·A = A.
- Matricea nulă On
- Matricea cu toate elementele 0; element neutru la adunare.
- Egalitatea a două matrice
- Două matrice sunt egale dacă au același tip și elementele de pe aceleași poziții sunt egale.
- Produsul AB
- Definit când numărul de coloane ale lui A este egal cu numărul de linii ale lui B; c_ij = linia i din A înmulțită cu coloana j din B.
- Necomutativitatea înmulțirii
- În general AB ≠ BA; egalitatea AB = BA trebuie demonstrată prin calcul.
- Transpusa ᵗA
- Matricea obținută din A schimbând liniile în coloane; ᵗ(AB) = ᵗB · ᵗA.
- Urma unei matrice
- Suma elementelor de pe diagonala principală: tr(A) = a11 + a22 + ... + ann.
Notițele mele
Salvat localSurse
- Programa de examen Matematică M_mate-info (Anexa 2 la OMEN 4430/2014), clasa a XI-a
- BAC 2020, sesiunea august, varianta 3, Subiectul al II-lea, 1.a și 1.b (subiect și barem)
- BAC 2024, sesiunea august, varianta 3, Subiectul al II-lea, 1.b–c (subiect și barem)
- BAC 2026, sesiunea specială, varianta 2, Subiectul al II-lea, 1.b–c (subiect și barem)