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Calcolatrice di matrici

Matrix Calculator

Moltiplica, inverte, traspone e riduce a scalini le matrici in aritmetica razionale esatta, e trova determinante, rango e traccia.

Moltiplica, inverte, traspone e riduce per righe le matrici, e ne legge determinante, rango e traccia. Ogni elemento è un razionale esatto e non un numero in virgola mobile, quindi una matrice singolare ha determinante esattamente 0 e l’inversa di una matrice di interi torna come 1/3 e non come 0.3333333333333333.

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Matrice A

Una riga della matrice per riga di testo. Gli elementi si separano con spazi, virgole o tabulazioni. Funzionano sia le frazioni come 1/3 sia i decimali.

Matrice B

Operazione

Calcola

Risultato

2  1
4  3

Sulla matrice A

formato

2 × 2

rango

2

determinante

-2

traccia

5

Ogni elemento è un razionale esatto — una coppia di interi a precisione arbitraria — e non un numero in virgola mobile. È per questo che qui una matrice singolare ha determinante esattamente 0 e non 3,6 × 10⁻¹⁶, e che l’inversa di una matrice di interi torna come 1/3 e non come 0,3333333333333333.

Gli autovalori non sono offerti, ed è una scelta. Trovarli significa risolvere il polinomio caratteristico, che oltre il 4 × 4 non ha forma chiusa e richiede un metodo numerico iterativo le cui risposte sono quasi sempre irrazionali: niente che la rappresentazione esatta usata qui possa esprimere. Uno strumento che stampasse autovalori in virgola mobile starebbe facendo una promessa diversa da questa.

Come si usa

  1. Digitare la matrice

    Una riga per riga di testo, elementi separati da spazi, virgole o tabulazioni. Le frazioni come 1/3 sono accettate così come sono e restano esatte.

  2. Scegliere l’operazione

    Alcune hanno bisogno di una seconda matrice e altre no. La moltiplicazione richiede che le colonne di A corrispondano alle righe di B, e lo dice chiaramente quando non corrispondono.

  3. Leggere il pannello delle proprietà

    Forma, rango, determinante e traccia di A. Un rango inferiore al numero di righe è il motivo per cui l’inversa non esiste, e leggerlo evita di tirare a indovinare.

Domande frequenti

Perché non ci sono gli autovalori?

Trovarli significa risolvere il polinomio caratteristico, che oltre il 4 × 4 non ha forma chiusa e richiede un metodo numerico iterativo le cui risposte sono di solito irrazionali: niente che la rappresentazione a razionali esatti usata qui possa esprimere. Uno strumento che stampasse autovalori in virgola mobile farebbe una promessa diversa da quella che fa questo.

Il determinante è 0 ma la mia altra calcolatrice dice 1e-16

Quella calcolatrice usa la virgola mobile, dove l’arrotondamento di ogni passaggio lascia un residuo. Qui l’aritmetica è esatta, quindi una matrice singolare dà esattamente zero e non si deve decidere se 3.6 × 10⁻¹⁶ conti come zero.

A che serve la RREF?

La forma a scala ridotta per righe risolve un sistema lineare, trova il rango e mette in luce quali variabili sono libere. È ciò che l’eliminazione sta facendo sotto ognuna delle altre operazioni, reso visibile.

Può ricevere da

Dopo

Questi accettano ciò che produce questo strumento, così il risultato può passare direttamente.