Напомним, матрица – таблица чисел. Часто полезно рассматривать матрицу как таблицу, элементами которой являются не числа, а матрицы меньших порядков. При такой точке зрения говорят о блочном строении матрицы. Использование блочного строения матриц позволяет строить более эффективные алгоритмы.
Теорема 6.3. Умножение блочных матриц.
Пусть матрица A имеет блочное строение
, а матрица B имеет блочное строение
, причем размеры блоков согласованы так, что существует произведение
при любых i,j,r. Тогда произведение матриц C=AB будет иметь блочное строение
, причем
. Последнее выражение имеет такой же вид, как если бы умножали матрицы с числовыми элементами.
Доказательство. Элемент блочной матрицы A, расположенный в блоке
на пересечении строки r и столбца s обозначим через
. По определению произведения матриц, имеем
, где
- количество столбцов в блоке
(по условиям теоремы это число совпадает с количеством строк блока
). Сумма
является элементом матрицы
, расположенным на пересечении строки r и столбца s. Следовательно,
, что и требовалось доказать.
Использования блочного представления матриц позволяет получать более эффективные алгоритмы для решения задач линейной алгебры.