Comparaison des définitions des matrices chez Weyr et Cayley

Frédéric Brechenmacher, Centre Alexandre Koyré


 

 

La définition des matrices par Weyr.

 

La définition des matrices par Cayley.

Eine Matrix nter Ordnung {ahk} oder A auf ein System von n Werten x1,...,xn oder kürzer (x)applicieren, heiβt ein Werthsystem y1,...,yn mittelst der n linearen Gleichungen

yh = ah1x1+...+ahnxn, (h=1,2,...,n)

ableiten. Diese n Gleichungen mögen durch die symbolische Gleichung

(y) = A(x)

ausgedrückt werden.

The term matrix might be used in a more general sense, but in the present memoir I consider only square and rectangular matrices, […] ;  in this restricted sense, a set of quantities arranged in the form of a square, e.g.

is said to be a matrix. […]

The notation

represents the set of linear functions

((a,b,c)(x,y,z), (a’,b’,c’)(x,y,z), (a’’,b’’,c’’)(x,y,z),

so that calling these (X,Y,Z), we have

 

Comparaison du calcul des matrices de Weyr et des opérations sur les matrices de Cayley.

Calcul des matrices de Weyr.

Opérations sur les matrices de Cayley.

Als summe zweier Matrizen nter Ordnung

A = {ahk}, A’ = {a’hk}

wird jene Matrize B={bhk} bezeichnet, die auf ein beliebiges System (x) appliciert das System (y+y’)ergibt, wobei (y) und (y’) die aus (x) durch A und A’abgeleiteten Systeme bezeichnen.

Hieraus folgt sofort

bhk = ahk+a’hk,

d.h. die Elemente der Summe sind Summen dercorrespondieren Elemente der Summanden.

Eine Matrix, deren Elemente durchwegs gleich Null sind, möge Nullmatrix heiβen und mit O bezeichnet werden.

Definiert man analog die Differenz zweier Matrizen, so findet man

A-A’=B

falls

ahk-a’hk = bhk (h,k = 1,2,…,n).

Offenbar gilt

A-A’+A’=A, A-A=0.

Dans Symbol -A möge die Differenz 0-A bedeuten; es hat demnach –A die Elemente -ahk

The equations

give

and this lead to

as a rule for the addition  of matrices ; that for their subtraction is of course similar to it.

5. A matrix is not altered but the addition or subtraction of the matrix zero, that is, we have

M±0 = M.

the equation L=M, which expresses that the matrices L, M are equal may also be written in the form L-M=0, i.e. the difference of two matrices is the matrix zero.

6. the equation L=-M, written in the form L+M=0, expresses that the sum of the matrix L, M is equal to the matrix zero, the matrices so related are said to beopposite to each other; in other words, a matrix the terms of which are equal but opposite in sign to the terms of a given matrix is said to be opposite to the given matrix.

 

Les deux mémoires présentent la définition des éléments neutres 0 et 1, des propriétés de  commutativité de l’addition, de l’associativité de l’addition et de la multiplication, et de la distributivité de la multiplication sur l’addition.   Eduard Weyr définit la matrice nulle après la définition de l’addition, comme élément neutre ; la même remarque s’applique à la  matrice unité [Weyr, 1890, 165], définie comme unique solution de l’équation AI=A pour tout A. Cayley, au contraire, définit les matrices nulles et unités avant de donner les règles d’opérations; la définition procède de la représentation sous jacente chez Cayley d'une  matrice comme une fonction linéaire : la matrice nulle est la fonction qui transforme les quantités (X,Y,Z) en (0,0,0) et la matrice unité la fonction qui laissent des quantités inchangées. Cette différence dans l’organisation des propriétés du calcul symbolique manifeste une différence de conception de la notion de matrice : pour Cayley, une matrice est une représentation qui  a "la forme d’un carré", c’est une notion qui se "dégage naturellement de la notation abrégée d’un ensemble d’équations linéaires" [Cayley, 1858, 475] ; pour Weyr, c’est un symbole dont il faut définir les propriétés opératoires.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
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