Cómo multiplicar matrices

Una matriz es un arreglo de números:

Matriz de 2×3
Una matriz
(Esta tiene 2 filas y 3 columnas)

Para multiplicar una matriz por un solo número, multiplícalo por cada elemento de la matriz:

Multiplicación de una matriz por una constante

Estas son las operaciones:
2×4=8 2×0=0
2×1=2 2×-9=-18

Llamamos al número (2 en este caso) un escalar: un solo número usado para escalar (↕) los valores en la matriz. Y a esto se le llama "multiplicación escalar".

Multiplicar una matriz por otra matriz

Pero para multiplicar una matriz por otra matriz necesitamos hacer el producto punto de filas y columnas ... ¿qué significa eso? Veamos con un ejemplo:

Para calcular la respuesta para la 1.ª fila y la 1.ª columna:

Multiplicación de matrices producto punto

El producto punto es donde multiplicamos los miembros correspondientes, luego sumamos:

(1, 2, 3) • (7, 9, 11)= 1×7 + 2×9 + 3×11 = 58

Emparejamos los primeros miembros (1 y 7), los multiplicamos, del mismo modo para los segundos miembros (2 y 9) y los terceros miembros (3 y 11), y finalmente los sumamos.

¿Quieres ver otro ejemplo? Aquí está para la 1.ª fila y la 2.ª columna:

Multiplicación de matrices, siguiente entrada

(1, 2, 3) • (8, 10, 12)= 1×8 + 2×10 + 3×12 = 64

Podemos hacer lo mismo para la 2.ª fila y la 1.ª columna:

(4, 5, 6) • (7, 9, 11)= 4×7 + 5×9 + 6×11 = 139

Y para la 2.ª fila y la 2.ª columna:

(4, 5, 6) • (8, 10, 12)= 4×8 + 5×10 + 6×12 = 154

Y obtenemos:

Multiplicación de matrices terminada

¡LISTO!

¿Por qué hacerlo de esta manera?

Esto puede parecer una forma extraña y complicada de multiplicar, ¡pero es necesario!

Puedo mostrarte un ejemplo de la vida real para ilustrar por qué multiplicamos matrices de esta manera.

Ejemplo: La tienda local vende 3 tipos de tartas.

  • Las tartas de manzana cuestan $3 cada una
  • Las tartas de cereza cuestan $4 cada una
  • Las tartas de arándano cuestan $2 cada una

Y esta es la cantidad que vendieron en 4 días:

Tabla de ventas por día lun-jue

Ahora piensa en esto ... el valor de las ventas para el lunes se calcula de esta manera:

Valor de tartas de manzana + Valor de tartas de cereza + Valor de tartas de arándano
$3×13 + $4×8 + $2×6 = $83

Así que es, de hecho, el "producto punto" de los precios y las cantidades vendidas:

($3, $4, $2) • (13, 8, 6) = $3×13 + $4×8 + $2×6
    = $83

Emparejamos el precio con la cantidad vendida, multiplicamos cada uno y luego sumamos el resultado.

En otras palabras:

  • Las ventas del lunes fueron: tartas de manzana: $3×13=$39, tartas de cereza: $4×8=$32, y tartas de arándano: $2×6=$12. En conjunto eso es $39 + $32 + $12 = $83
  • Y para el martes: $3×9 + $4×7 + $2×4 = $63
  • Y para el miércoles: $3×7 + $4×4 + $2×0 = $37
  • Y para el jueves: $3×15 + $4×6 + $2×3 = $75

Por lo tanto, es importante hacer coincidir cada precio con cada cantidad.

Ahora ya sabes por qué usamos el "producto punto".

Y aquí está el resultado completo en forma de matriz:

Multiplicación de matrices

Vendieron $83 en tartas el lunes, $63 el martes, y así sucesivamente.

Prueba esos valores en la Calculadora de matrices para ver si funcionan.

De hecho, ¡pruébala y mira cómo funciona todo!

Filas y columnas

Para mostrar cuántas filas y columnas tiene una matriz, a menudo escribimos filas×columnas.

Ejemplo: Esta matriz es de 2×3 (2 filas por 3 columnas):

Matriz de 2×3

Cuando hacemos una multiplicación:

  • El número de columnas de la 1.ª matriz debe ser igual al número de filas de la 2.ª matriz
  • Y el resultado tendrá el mismo número de filas que la 1.ª matriz, y el mismo número de columnas que la 2.ª matriz

Ejemplo anterior:

Multiplicación de matrices

En ese ejemplo multiplicamos una matriz de 1×3 por una matriz de 3×4 (observa que los 3 son iguales), y el resultado fue una matriz de 1×4.

En general:

Para multiplicar una matriz de m×n por una matriz de n×p, las n deben ser iguales,
y el resultado es una matriz de m×p.

Multiplicación de matrices m x n por n x p = m x p

Así que ... multiplicar una matriz de 1×3 por una de 3×1 da un resultado de 1×1:

1
2
3
4
5
6
=
1×4+2×5+3×6
=
32

Pero multiplicar una matriz de 3×1 por una de 1×3 da un resultado de 3×3:

4
5
6
1
2
3
=
4×1
4×2
4×3
5×1
5×2
5×3
6×1
6×2
6×3
=
4
8
12
5
10
15
6
12
18

Matriz identidad

La "Matriz identidad" es el equivalente matricial del número "1":

Matriz identidad
Una matriz identidad de 3×3

Es una matriz especial, porque cuando multiplicamos por ella, la original no cambia:

A × I = A

I × A = A

Orden de multiplicación

En aritmética estamos acostumbrados a:

3 × 5 = 5 × 3
(La Ley conmutativa de la multiplicación)

Pero esto no es generalmente cierto para las matrices (la multiplicación de matrices no es conmutativa):

AB ≠ BA

Cuando cambiamos el orden de multiplicación, la respuesta es (generalmente) diferente.

Ejemplo:

Mira cómo cambiar el orden afecta esta multiplicación:

1
2
3
4
2
0
1
2
=
1×2+2×1
1×0+2×2
3×2+4×1
3×0+4×2
=
4
4
10
8

2
0
1
2
1
2
3
4
=
2×1+0×3
2×2+0×4
1×1+2×3
1×2+2×4
=
2
4
7
10

¡Las respuestas son diferentes!

Puede dar el mismo resultado (como cuando una matriz es la Matriz Identidad), pero generalmente no.

714, 715, 716, 717, 2394, 2395, 2397, 2396, 8473, 8474, 8475, 8476