ম্যাট্রিক্স ও নির্ণায়ক

ম্যাট্রিক্স ও নির্ণায়ক (Matrix & Determinants)

For HSC & Pre-Admission, Admission


ভূমিকা (Introduction) : 

ম্যাট্রিক্স:

তথ্য পরিবেশনের ক্ষেত্রে ম্যাট্রিক্স গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে । প্রথম James Joseph Sylvester (1850) ম্যাট্রিক্সের ধারণা দেন। তবে Arthur Cayley (1857) কে ম্যাট্রিক্সের জনক বলা হয় 



এবং তিনিই প্রথমে বিশ্লেষণ মূলকভাবে ম্যাট্রিক্স প্রকাশ করেন।বিখ্যাত পদার্থবিদ Heisenberg (1925) খ্রিস্টাব্দে Quantum mechanics এ প্রথম ম্যাট্রিক্সের ব্যবহার শুরু করেন এবং তখন থেকেই ম্যাট্রিক্সের ব্যবহার শুরু হয় ।

 গণিতের বিভিন্ন শাখায়, তবে ব্যবসা বাণিজ্যের ক্ষেত্রেও ম্যাট্রিক্সের ব্যবহার ব্যাপক।

নির্ণায়ক:

 নির্ণায়কের সাহায্যে একঘাত সমীকরণ জোটের সমাধান করা হয়।সুইস গণিতবিদ Gabriel Cramer ১৭৫০ খ্রিস্টাব্দে নির্ণায়ক পদ্ধতির সাহায্যে একঘাত সমীকরণ জোটের সমাধান করেন। ১৬৮৩ সালে জাপানিজ গণিতবিদ Kiowa পরবর্তীতে ১৬৯৩ সালে জার্মান গণিতবিদ Leibnitz's নির্ণায়কের প্রাথমিক ধারণা দেন এবং ফরাসি গণিতবিদ Cauchy( Augustin Louis Cauchy)নির্ণায়কের নামকরণ করেন।


 গণিত, পদার্থ, অর্থনীতি ইত্যাদি বিষয়ের অনেক সমস্যা নির্ণায়কের সাহায্যে সমাধান করা হয় ।

 ম্যাট্রিক্স কাকে বলে

ম্যাট্রিক্স(matrix): m×n আকারে প্রকাশ করাকে ম্যাট্রিক্স বলে । 
m =সারি (Row)
n =কলাম (Column)
ম্যাট্রিক্সকে A=[ ],( ) দ্বারা প্রকাশ করা হয়। 

নির্ণায়ক কাকে বলে?

নির্ণায়ক (Determinant):বিভিন্ন বীজগণিতীয় রাশি বা সংখ্যাকে দুইটি উল্লম্ব বন্ধনীর মাধ্যমে সারি (Row) ও স্তম্ভে (Column) সাজিয়ে যে বর্গাকার বিন্যাস পাওয়া যায় তাকে নির্ণায়ক বলে । নির্ণায়ককে |  | চিহ্ন দ্বারা প্রকাশ করা হয়।

ম্যাট্রিক্স এর ব্যবহার (বাস্তব জীবনে প্রয়োগ ):

  • 1.নির্ণায়কের ধর্মাবলি প্রমাণ ও প্রয়োগ করতে পারবে। ব্যতিক্রমী ও অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স ব্যাখ্যা করতে পারবে ।
  • 2.বর্গম্যাট্রিক্সের বিপরীত ম্যাট্রিক্স ব্যাখ্যা করতে পারবে এবং প্রযোজ্য ক্ষেত্রে তা নির্ণয় করতে পারবে। নির্ণায়কের সাহায্যে একঘাত সমীকরণ জোটের সমাধান নির্ণয় করতে পারবে।
  • 3.উচ্চতর শিক্ষায় জটিল সমীকরণ ম্যাট্রিক্সের সাহায্যে অতি সহজেই সমাধান করা যায় ।
  • 4.প্রকৌশলিগণ তাদের গাণিতিক তথ্য ম্যাট্রিক্স আকারে সংরক্ষণ করেন।
  • 5.বিভিন্ন প্রকার গ্রাফ, পরিসংখ্যান মডেল তৈরির কাজে ম্যাট্রিক্স ব্যবহৃত হয় ।
  • 6.সংকেতিক লিপিবিদ্যা (Cryptograph) এর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়ার নাম এনক্রিপশন ফর সাহায্যে কেউ গোপন তথ্য সংরক্ষণ করা হয়। আর তথ্য সংরক্ষণের ক্ষেত্রে ম্যাট্রিক্স ব্যবহার করা হয় ।
  • 7.Modern shipbuilding Industry তে Leakage নির্ণয়ের ক্ষেত্রে ম্যাট্রিক্স ব্যবহার করা হয়। 

এক কথায় ,তথ্যপ্রযুক্তি, পরিসংখ্যান, গণিত, ভূতত্ত্ব মেরিটাইম ইত্যাদি সকল ক্ষেত্রে ম্যাট্রিক্স ব্যবহৃত করা হয় । 

ভুক্তি কাকে বলে? 

ভুক্তি (Entry) : ম্যাট্রিক্সের ভিতরে (অন্তর্গত) প্রতিটি তথ্য বা সংখ্যাকে ম্যাট্রিক্সের ভুক্তি (Entry) বলা হয়।

ব্যতিক্রমী ও অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স (Singular & Non-singular Matrix)

ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স কাকে বলে? 

একাত্মবোধক/ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স : কোন বর্গাকার ম্যাট্রিক্সের নির্ণায়কের মান শূন্য হলে তাকে একাত্মবোধক /ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স বলে । 

ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স এর বৈশিষ্ট্য :

  • বর্গাকার ম্যাট্রিক্সের নির্ণায়কের মান শূন্য হলে ম্যাট্রিক্সটি ব্যতিক্রমী হয় ।
  • ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স এর বিপরীত ম্যাট্রিক্স নির্ণয় অসম্ভব।
  • ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্সের ব্যবহার সীমিত ।
  • ব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স সর্বদা বর্গাকার হয়

অএকাত্মবোধক/অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স : কোন বর্গাকার ম্যাট্রিক্সের নির্ণায়কের মান শূন্য না হলে তাকে অএকাত্মবোধক /অব্যতিক্রমী  ম্যাট্রিক্স বলে ।

অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স এর বৈশিষ্ট্য :

  • বর্গাকার ম্যাট্রিক্সের নির্ণায়কের মান অশূন্য হলে ম্যাট্রিক্সটি অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স হয়।
  • অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স এর বিপরীত ম্যাট্রিক্স নির্ণয় সম্ভব।
  • অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্সের ব্যবহার অধিক ।
  • অব্যতিক্রমী ম্যাট্রিক্স সর্বদা বর্গাকার হয় ।

বর্গম্যাট্রিক্সের বিপরীত ম্যাট্রিক্স

বিপরীত ম্যাট্রিক্স (Inverse Matrix) : 

যদি দুইটি বর্গাকার ম্যাট্রিক্স এর গুণফল আইডেনটিটি ম্যাট্রিক্স হয়, তবে একটিকে অপরটির বিপরীত ম্যাট্রিক্স বলে। A এবং B দুইটি বর্গ ম্যাট্রিক্সের ক্ষেত্রে AB = BA = I হলে B কে A এর বিপরীত ম্যাট্রিক্স বলে। একে B = A-1 দ্বারা প্রকাশ করা হয়। একইভাবে A কে B এর বিপরীত ম্যাট্রিক্স বলে । একে A = B-1 দ্বারা প্রকাশ করা হয়। বিপরীত ম্যাট্রিক্স নির্ণয়ের পূর্বশর্ত হলো ম্যাট্রিক্সটি অবশ্যই অব্যতিক্রমী হতে হবে।

সারি ম্যাট্রিক্স:

যে ম্যাট্রিক্সে একটি মাত্র সারি থাকে তাকে সারি ম্যাট্রিক্স বলে।

কলাম ম্যাট্রিক্স:

 যে ম্যাট্রিক্সে একটি মাত্র কলাম থাকে তাকে কলাম ম্যাট্রিক্স বলে।

আয়তাকার ম্যাট্রিক্স :

যে ম্যাট্রিক্সের সারি ও কলাম সংখ্যা সমান নয়,তাকে আয়তাকার ম্যাট্রিক্স বলে।

 বর্গ ম্যাট্রিক্স :

যে ম্যাট্রিক্সের সারি ও কলাম সংখ্যা সমান, তাকে বর্গ ম্যাট্রিক্স বলে।

কর্ন ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স
  • মূখ্য কর্ণ ব্যাতিত সকল ভুক্তি শূন্য হবে।

স্কেলার ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  • একটি কর্ন ম্যাট্রিক্স ;
  • মুখ্য কর্ন বরাবর সকল উপাদান সমান।

অভেদক/একক (Identity/unit) ম্যাট্রিক্স :

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স :
  • একটি কর্ন ম্যাট্রিক্স :
  • একটি সেকলার ম্যাট্রিক্সঃ
  • মুখ্য কর্ন বরাবর সকল উপাদান 1  হবে।
  • I দ্বারা প্রকাশ করা হয়;

উর্ধ্ব ত্রিভুজাকার ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  • মুখ্য কন্ঠের নিচের ভুক্তি গুলো শূণ্য হবে। 

নিম্ন ত্রিভুজাকার ম্যাট্রিক্সঃ

  •  একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  • মুখ্য কর্নের উপরের চুক্তি গুলো শূন্য হবে।

আনুভূমিক ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি আয়তাকার ম্যাট্রিক্স
  • কলাম সংখ্যা > সারি সংখ্যা 

উলম্ব ম্যাট্রিক্স :

  • একটি আয়তাকার ম্যাট্রিক্স ;
  • সারি সংখ্যা > কলাম সংখ্যা

শূন্য ম্যাট্রিক্স:

  •  সকল ভুক্তি শূন্য 
  • অক্ষম/বিনাশী/শূন্যঘাতী ম্যাট্রিক্স :
  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স;
  •  ধরি A একটি ম্যাট্রিক্স,A হলে,  A^n =0 হলে, A একটি শূন্যঘাতী ম্যাট্রিক্স যেখানে, n = 2, 3, 4, 

পর্যায়বৃত্তিক ম্যাট্রিক্সঃ

* বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
* ধরি, A একটি ম্যাট্রিক্স হলে,A^n+1 =A পাওয়া গেলে A একটি পর্যাবৃত্তিক ম্যাট্রিক্স
যেমন:A^4 = A হলে,
😋😋😋চিরন্তন সত্যঃ A = A^4 = A^7=A^10 = A^13------
এখানে, A একটি পর্যায়বৃত্তিক ম্যাট্রিক্স, যার পর্যায় 3

সমঘাতী ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স;
  • একটি পর্যাবৃত্তিক ম্যাট্রিক্সং
  • ধরি, A একটি ম্যাট্রিক্স হলে,A^2= A হলে, A একটি সমঘাতী ম্যাট্রিক্স ;
  • সমঘাতী ম্যাট্রিক্সের পর্যায় 1

বিম্ব (Transpose) ম্যাট্রিক্সঃ

  • কলাম সারিতে ও সারি কলামে পরিণত হবে 
  • তাকে ◻^tঘর দ্বারা প্রকাশ করা হয় 

 প্রতিসম ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  • একটি বিম্ব ম্যাট্রিক্সঃ
  • A ম্যাট্রিক্সটি প্রতিসম হবে যদি A^t= A হয় ;

বিপ্রতিসম ম্যাট্রিক্সঃ

A^t+ A = প্রতিসম ম্যাট্রিক্স পাওয়া যাবে।
  •  একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  • একটি বিশ্ব ম্যাট্রিক্সঃ
  • A ম্যাট্রিক্সটি বিপ্রতিসম হবে,যদি A^t = - A হয়।

লম্বিক ম্যাট্রিক্সঃ

  • একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স
  • কোনো ম্যাট্রিক্সকে (A) তার বিশ্ব ম্যাট্রিক্স (A^t) এর সাথে গুন করে
  • একক ম্যাট্রিক্স (I) পাওয়া গেলে তাকে লম্বিক ম্যাট্রিক্স বলে।

উপঘাতিক /অভেদঘাত ম্যাট্রিক্সঃ

  •  একটি বর্গ ম্যাট্রিক্স ;
  •  ধরি A একটি ম্যাট্রিক্স,A^2 = 1হলে A একটি অভেদঘাত মাটিক্স;

 অনুবন্ধী ম্যাট্রিক্সঃ

  • জটিল উপাদান থাকতে হবে।
  •  A দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
  • প্রতিটি জটিল সংখ্যাকে তার অনুবন্ধী দ্বারা Replac করতে হবে।

অনুবন্ধী বিম্ব ম্যাট্রিক্স :

বাস্তব সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকবে।
  •  একটি অনুবন্ধী ম্যাট্রিক্সঃ
  • A দ্বারা প্রকাশ করা হয় ;
  • অনুবন্ধী ম্যাট্রিক্স বিম্ব করলে যে ম্যাট্রিক্স পাওয়া যায়, তাকে অনুবন্ধী বিম্ব ম্যাটিক্স বলে।

চেনার উপায়ঃ

  • সকল উপাদান (মখ্য কর্নের) জটিল সংখ্যা অথবা ০ হয়।
  • বাস্তব সংখ্যার চিহ্ন পরিবর্তন।

ইউনিট্যারি ম্যাট্রিক্স:

* কোনো ম্যাট্রিক্সের সাথে তার অনুবন্ধী বিশ্ব ম্যাট্রিক্সের গুনফল একটি অভেদক ম্যাট্রিক্স হলে, একে ইউনিট্যারি ম্যাট্রিক্স বলে। অর্থাৎ A. A = I

হারমিশিয়ান ম্যাট্রিক্সঃ

  •  ধরি, A একটি ম্যাট্রিক্স,
  • যদি (Ā)^t= A হয় তবে, A একটি হার মিশিয়ান ম্যাট্রিক্স,
চেনার উপায়ঃ মুখ্য কর্ণ বরাবর সকল ভুক্তি বাস্তব।

বিহারমিশিয়ান ম্যাট্রিক্সঃ

 (Ā)^t= -A হলে একটি  A বিহারমিশিয়ান ম্যাট্রিক্স,

 আরো পড়ুন:উচ্চতর গণিত ১ম পত্র




এই পোস্টটি পরিচিতদের সাথে শেয়ার করুন

পূর্বের পোস্ট দেখুন পরবর্তী পোস্ট দেখুন
এই পোস্টে এখনো কেউ মন্তব্য করে নি
মন্তব্য করতে এখানে ক্লিক করুন

অর্ডিনেট আইটির নীতিমালা মেনে কমেন্ট করুন। প্রতিটি কমেন্ট রিভিউ করা হয়।

comment url