Método

Producto de matrices

El producto de matrices no se hace elemento a elemento. Cada elemento del resultado sale de multiplicar una fila de la primera por una columna de la segunda, componente a componente, y sumar todo.

Para que se pueda hacer, la cantidad de columnas de la primera tiene que coincidir con la cantidad de filas de la segunda. El resultado tiene las filas de la primera y las columnas de la segunda.

Esa condición hace que el producto no sea conmutativo. Muchas veces uno de los dos órdenes ni siquiera está definido, y cuando los dos lo están el resultado suele ser distinto.

Hay otras dos sorpresas respecto de los números. El producto de dos matrices no nulas puede dar la matriz nula. Y no se puede simplificar: de una igualdad entre productos no se deduce que los otros factores sean iguales.

La definición parece arbitraria pero no lo es: está armada para que el producto de matrices corresponda a la composición de transformaciones, que es lo que se ve más adelante.

cij=c_{ij} = fila i de AA \cdot columna j de B
Cuándo se usa

Cuando hay que multiplicar matrices. Verificá primero que las dimensiones encajen: columnas de la primera igual a filas de la segunda. Nunca supongas que se puede cambiar el orden.

Ejemplo 1

Calcular [2103]\begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 0 & 3 \end{bmatrix} 14\cdot 1 4 525 2.

Controlamos las dimensiones. (2×2)(2×2)(2 \times 2)(2 \times 2): los dos números del medio coinciden, así que se puede, y el resultado es 2×22 \times 2.
Fila 11 por las dos columnas. 21+15=72 \cdot 1 + 1 \cdot 5 = 7 y 24+12=102 \cdot 4 + 1 \cdot 2 = 10.
Fila 22 por las dos columnas. 01+35=150 \cdot 1 + 3 \cdot 5 = 15 y 04+32=60 \cdot 4 + 3 \cdot 2 = 6. El resultado es [710156]\begin{bmatrix} 7 & 10 \\ 15 & 6 \end{bmatrix}.
Respuesta: [710156]\begin{bmatrix} 7 & 10 \\ 15 & 6 \end{bmatrix}

Ejemplo 2

Calcular ABAB con [120314]\begin{bmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 3 & 1 & 4 \end{bmatrix} y21y 2 1 [0351]\begin{bmatrix} 0 & 3 \\ 5 & 1 \end{bmatrix}.

Miramos las dimensiones. AA es 2×32 \times 3 y BB es 3×23 \times 2: se puede, y el resultado es 2×22 \times 2.
Fila 1y1 y fila 22, cada una por las dos columnas. 12+205=21 \cdot 2 + 2 \cdot 0 \cdot 5 = 2, 11+231=71 \cdot 1 + 2 \cdot 3 \cdot 1 = 7, 32+10+45=263 \cdot 2 + 1 \cdot 0 + 4 \cdot 5 = 26 y 31+13+41=103 \cdot 1 + 1 \cdot 3 + 4 \cdot 1 = 10.
Escribimos AB y miramos el otro orden. [272610]\begin{bmatrix} 2 & 7 \\ 26 & 10 \end{bmatrix}. En cambio BABA sería (3×2)(2×3)(3 \times 2)(2 \times 3), que da una matriz 3×33 \times 3: ni siquiera tiene la misma dimensión.
Respuesta: AB=[272610]AB =\begin{bmatrix} 2 & 7 \\ 26 & 10 \end{bmatrix}

Error típico

Multiplicar posición contra posición, como en la suma. El producto de matrices no funciona así en ningún caso. Un control rápido: si el resultado tiene la misma dimensión que los factores y las dos matrices no eran cuadradas, seguro se hizo mal.

Practicar

Otros subtemas de Matrices, determinantes y sistemas

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