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मैट्रिक्स के संचालन को समझना
गणित में हर जगह मैट्रिक्स होते हैं और भौतिकी, कंप्यूटर विज्ञान और अर्थशास्त्र जैसे कई क्षेत्रों में विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। कक्षा 11 गणित में आप इन रोचक संरचनाओं में गहराई से जाना शुरू करते हैं, यह समझते हुए कि उन्हें विभिन्न संचालन के माध्यम से कैसे लागू और हेरफेर किया जाता है। यह पृष्ठ आपको मैट्रिक्स संचालन की मूल बातें सुलभ और व्यापक तरीके से मार्गदर्शन करेगा।
मैट्रिक्स क्या है?
एक मैट्रिक्स मूल रूप से संख्याओं के आयताकार अभिलेख होते हैं जो पंक्तियों और स्तम्भों में व्यवस्थित होते हैं। इन संख्याओं को मैट्रिक्स के तत्व कहा जाता है। मैट्रिक्स का आकार या आयाम उसकी पंक्तियों और स्तम्भों की संख्या से परिभाषित होता है। उदाहरण के लिए, 3 पंक्तियों और 2 स्तम्भों वाला एक मैट्रिक्स 3x2 मैट्रिक्स होगा।
यहाँ एक उदाहरण है:
A = | 1 2 | | 3 4 | | 5 6 |
यहाँ, मैट्रिक्स A
एक 3x2 मैट्रिक्स है।
मैट्रिक्स के प्रकार
संचालन में गहराई से जाने से पहले, विभिन्न प्रकार के मैट्रिक्स को समझना आवश्यक है:
- पंक्ति मैट्रिक्स: केवल एक पंक्ति वाला मैट्रिक्स। उदाहरण:
R = | 7 8 9 |
- स्तम्भ मैट्रिक्स: केवल एक स्तम्भ वाला मैट्रिक्स। उदाहरण:
C = | 1 | | 4 | | 7 |
- वर्ग मैट्रिक्स: समान संख्या वाली पंक्तियों और स्तम्भों वाला मैट्रिक्स। उदाहरण:
Q = | 5 6 | | 7 8 |
- आरोही मैट्रिक्स: एक वर्ग मैट्रिक्स जिसमें मुख्य संक्रमण के बाहर सभी तत्व शून्य होते हैं। उदाहरण:
D = | 3 0 0 | | 0 5 0 | | 0 0 9 |
- पहचान मैट्रिक्स: एक वर्ग मैट्रिक्स जिसमें सभी मुख्य संक्रमण के तत्व एक होते हैं, और सभी अन्य तत्व शून्य होते हैं। आमतौर पर
I
के रूप में दर्शाया गया उदाहरण:I = | 1 0 0 | | 0 1 0 | | 0 0 1 |
मैट्रिक्स की योग और घटाव
मैट्रिक्स की योग और घटाव अपेक्षाकृत सरल संचालन हैं, लेकिन एक महत्वपूर्ण शर्त है: जो मैट्रिक्स जोड़ी जानी है या घटाई जानी है, वे एक ही आयाम के होने चाहिए।
मैट्रिक्स की योग
दो मैट्रिक्स को जोड़ने के लिए, बस उनके संबंधित तत्वों को जोड़ें। उदाहरण के लिए:
A = | 2 3 | B = | 4 1 | | 5 7 | | 0 2 | A + B = | (2+4) (3+1) | | (5+0) (7+2) | = | 6 4 | | 5 9 |
मैट्रिक्स की घटाव
एक मैट्रिक्स से दूसरे को घटाने के लिए, उनके संबंधित तत्वों को घटाएँ। उदाहरण के लिए:
A = | 6 4 | B = | 1 3 | | 2 5 | | 4 7 | A - B = | (6-1) (4-3) | | (2-4) (5-7) | = | 5 1 | |-2 -2 |
स्केलर गुणा
स्केलर गुणा में एक मैट्रिक्स के प्रत्येक तत्व को एक स्केलर (वास्तविक संख्या) से गुणा करना शामिल होता है। उदाहरण के लिए:
k = 3, A = | 2 1 | | 3 4 | kA = | 3*2 3*1 | | 3*3 3*4 | = | 6 3 | | 9 12 |
मैट्रिक्स गुणा
मैट्रिक्स गुणा योग, घटाव, या स्केलर गुणा की तुलना में थोड़ा अधिक जटिल है। दो मैट्रिक्स को तभी गुणा किया जा सकता है जब पहले मैट्रिक्स में स्तम्भों की संख्या दूसरे मैट्रिक्स की पंक्तियों की संख्या के बराबर हो।
उदाहरण के लिए, दो मैट्रिक्स A
और B
पर विचार करें जहाँ:
A = | 3 4 2 | a 1x3 मैट्रिक्स B = | 13 9 7 15| b 3x4 मैट्रिक्स | 8 7 4 6 | | 6 4 0 3 | परिणामित मैट्रिक्स C, जहाँ C = A x B, का आकार 1x4 होगा।
मैट्रिक्स उत्पाद A x B
के ith पंक्ति और jth स्तम्भ में तत्व की गणना करने के लिए, A
की ith पंक्ति और B
के jth स्तम्भ के डॉट उत्पाद को करें। पहले तत्व के लिए आप इसे ऐसे करें:
C11 = (3 * 13) + (4 * 8) + (2 * 6) = 39 + 32 + 12 = 83
इस प्रकार सभी तत्वों की गणना करें और परिणामी मैट्रिक्स C
प्राप्त करें।
मैट्रिक्स को सम्प्रेषण
मैट्रिक्स का सम्प्रेषण उसकी पंक्तियों को स्तम्भों के साथ और स्तम्भों को पंक्तियों के साथ बदलकर किया जाता है। आमतौर पर सम्प्रेषण मैट्रिक्स A
को AT
के रूप में दर्शाते हैं।
उदाहरण के लिए, यदि:
A = | 3 7 | | 5 6 | | 8 9 |
तो, A
का सम्प्रेषण होगा:
AT = | 3 5 8 | | 7 6 9 |
पहचान मैट्रिक्स और प्रतिलोम मैट्रिक्स
गुणा के लिए पहचान मैट्रिक्स वैसा ही है जैसा संख्याओं के गुणन के लिए संख्या 1। पहचान मैट्रिक्स I
एक वर्ग मैट्रिक्स है जिसमें सभी विकर्ण तत्व एक के बराबर होते हैं और अन्य तत्व शून्य के बराबर होते हैं।
प्रतिलोम मैट्रिक्स
केवल वर्ग मैट्रिक्स का प्रतिलोम होता है, और सभी वर्ग मैट्रिक्स का प्रतिलोम नहीं होता। यदि यह होता है, तो मैट्रिक्स A
का प्रतिलोम मैट्रिक्स A-1
होता है, ऐसे कि:
A * A-1 = I
जहाँ I
पहचान मैट्रिक्स है।
निष्कर्ष
मैट्रिक्स संचालन को समझना मैट्रिक्स से निपटने का एक मूलभूत पहलू है। ये संचालन अधिक जटिल गणितीय कार्यों के लिए रीढ़ की हड्डी का निर्माण करते हैं और कई वैज्ञानिक विश्लेषणों में आवश्यक उपकरण होते हैं।
इन संचालन के बारे में अपनी समझ को मजबूत करने के लिए विभिन्न मैट्रिक्स के साथ अभ्यास करने के लिए प्रेरित महसूस करें। समय के साथ, ये अवधारणाएँ सहज हो जाएंगी क्योंकि आप मैट्रिक्स से जुड़े गणित के साथ अधिक सहज हो जाते हैं।