MA1201/MA6201 Høsten 2016

Like dokumenter
MA1201/MA6201 Høsten 2016

MA1201, , Kandidatnummer:... Side 1 av 5. x =.

MA1201/MA6201 Høsten 2016

MA1201/MA6201 Høsten 2016

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Matriser. Kapittel 4. Definisjoner og notasjon

Vær OBS på at svarene på mange av oppgavene kan skrives på flere ulike måter!

MAT 1110: Bruk av redusert trappeform

Rang og Vektorrom. Magnus B. Botnan NTNU. 4. august, 2015

4 Matriser TMA4110 høsten 2018

Gauss-Jordan eliminasjon; redusert echelonform. Forelesning, TMA4110 Fredag 18/9. Reduserte echelonmatriser. Reduserte echelonmatriser (forts.

Mer om kvadratiske matriser

Mer om kvadratiske matriser

Matriseoperasjoner. E.Malinnikova, NTNU, Institutt for matematiske fag. September 22, 2009

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 13/4-16/4

Ma Linær Algebra og Geometri Øving 5

Løsningsforslag til eksamen i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser høsten 2009.

Repetisjon: Om avsn og kap. 3 i Lay

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Diagonalisering. Kapittel 10

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Oppgaver til seksjon med fasit

Repetisjon: om avsn og kap. 3 i Lay

TMA4115 Matematikk 3 Vår 2017

Forelesning i Matte 3

Forelesning 10 Cramers regel med anvendelser

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Universitet i Bergen. Eksamen i emnet MAT121 - Lineær algebra

Forelesning 22 MA0003, Mandag 5/ Invertible matriser Lay: 2.2

TMA4110 Matematikk 3 Haust 2011

Matematikk og fysikk RF3100

MAT Onsdag 7. april Lineær uavhengighet (forts. 1.8 Underrom av R n, nullrom, basis MAT Våren UiO. 7.

MAT1120 Repetisjon Kap. 1, 2 og 3

Lineære likningssystemer og matriser

Minste kvadraters løsning, Symmetriske matriser

Lineær algebra-oppsummering

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

EKSAMEN I NUMERISK LINEÆR ALGEBRA (TMA4205)

LØSNINGSSKISSE TIL EKSAMEN I FAG SIF august 2001

TMA4110 Matematikk 3 Eksamen høsten 2018 Løsning Side 1 av 9. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer:

UNIVERSITETET I OSLO

Inverse matriser. E.Malinnikova, NTNU, Institutt for matematiske fag. September, 2009

UNIVERSITET I BERGEN

Løsningsforslag øving 6

Determinanter til 2 2 og 3 3 matriser

MAT1120 Oppgaver til plenumsregningen torsdag 18/9

Lineær Algebra og Vektorrom. Eivind Eriksen. Høgskolen i Oslo, Avdeling for Ingeniørutdanning

Gauss-eliminasjon og matrisemultiplikasjon

R: 0, , = 6000 D : 0, , = 4000 La v n = angi fordelingen etter n år (dvs. a b n stemmer for R og

1 Gauss-Jordan metode

Pensum i lineæralgebra inneholder disse punktene.

EKSAMEN. 1 Om eksamen. EMNE: MA-109 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Turid Knutsen, Øystein Alvik

Lineære ligningssystemer og gausseliminasjon

7 Egenverdier og egenvektorer TMA4110 høsten 2018

LO510D Lin.Alg. m/graf. anv. Våren 2005

Vektorrom. Kapittel 7. Hva kan vi gjøre med vektorer?

Løsningsforslag til eksamen i MAT 1100 H07

EKSAMEN. 1 Om eksamen. EMNE: MA2610 FAGLÆRER: Svein Olav Nyberg, Trond Stølen Gustavsen. Klasser: (div) Dato: 24. mai 2004 Eksamenstid:

7.4 Singulærverdi dekomposisjonen

Eksamensoppgave MAT juni 2010 (med løsningsforslag)

Egenverdier og egenvektorer

Til enhver m n matrise A kan vi knytte et tall, rangen til A, som gir viktig informasjon.

Løsningsforslag til eksamen i MA1202/MA6202 Lineær algebra med anvendelser våren 2009.

Løsningsforslag øving 7

6 Determinanter TMA4110 høsten 2018

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Lineærtransformasjoner

Lineære ligningssystemer og gausseliminasjon

Homogene lineære ligningssystem, Matriseoperasjoner

UNIVERSITETET I OSLO

MA2401 Geometri Vår 2018

Generelle teoremer og denisjoner MA1201 Lineær Algebra og Geometri - NTNU Lærebok: Anton, H. & Rorres, C.: Elementary Linear Algebra, 11.

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA1202/MA6202 VÅR 2010

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

8 Vektorrom TMA4110 høsten 2018

TMA4110 Matematikk 3 Haust 2011

a) Matrisen I uv T har egenverdier 1, med multiplisitet n 1 og 1 v T u, med multiplisitet 1. Derfor er matrisen inverterbar når v T u 1.

MA2401 Geometri Vår 2018

Obligatorisk innleveringsoppgave, løsning Lineær algebra, Våren 2006

= 3 11 = = 6 4 = 1.

Løsningsforslag for eksamen i Matematikk 3 - TMA4115

TMA4110 Eksamen høsten 2018 EKSEMPEL 1 Løsning Side 1 av 8. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer: x 1 7x 4 = 0

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

Øving 2 Matrisealgebra

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, V08

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side 1 av 7 L SNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I SIF5009 MATEMATIKK 3 Bokmål Man

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Løsningsforslag eksamen STE 6038 Geometrisk modellering 9/8 1995

ELE Matematikk valgfag

Lineær algebra. H. Fausk i=1 a ix i. Her har vi oppgitt hva ledd nummer i skal være og hvilke indekser i vi summerer over.

MAT1120 Notat 1 Tillegg til avsnitt 4.4

EKSAMEN I MA1202 LINEÆR ALGEBRA MED ANVENDELSER

MET Matematikk for siviløkonomer

EKSAMEN I TMA4180 OPTIMERINGSTEORI

Eksamen i TMA4180 Optimeringsteori Løsningsforslag.

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Fredag 4. desember 2009 løsningsforslag

3.9 Teori og praksis for Minste kvadraters metode.

(3/2)R 2+R 3 R 1 +R 2,( 2)R 1 +R 3 ( 2)R 1 +R 4 6/5R 3 +R 4 1/5R 3

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Transkript:

MA121/MA621 Høsten 216 Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematikk Med forebehold om feil. Hvis du finner en, ta kontakt med Karin. Kapittel 2.3 1 b) c) d) 1 3 1 1 3 1 A I 2 6 1 2 Vi ser at denne matrisen ikke har noen invers, da den ikke har full rang. 1 2 1 1 2 1 A I 1 3 1 5 1 1 (ii) 1 2 1 1 3 5 2 5 1 1 1 1 1 I A 1 5 5 1 5 5 Altså har vi A 1 1 3 2 5 1 1 A I (ii) 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 I A 1 1 1 Altså har vi A 1 2 2 1 1 1 1 1 2 4 3 3 1 2 2 1 2 a) For variasjonens skyld, la oss bruke formelen for invers av 2 2-matriser: A 1 1 5 3 5 3. 2 5 3 3 3 2 3 2. september 216 Side 1 av 5

Videre er løsningen av Ax b gitt ved x A 1 5 3 3 b 3 2 4 Dermed får vi at b 3 3 4 2 3 3. 5 3 1 c) Her må vi går tilbake til den "vanlige"måten å finne inverser på. A I Så vi finner at (i) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I A 1, Videre er løsningen av Ax b gitt ved 1 1 3 3 x A 1 b 1 1 2 1 1 1 1 2 Dermed får vi at 3 1 1 1 b 3 2 1 + 2 1 1 1 2 1 7 I denne oppgaven kommer vi til å bruke proposisjon 3.1 på side 13 i boka ganske mye. Ta en kikk på det resultatet før du leser videre! a) For eksempel har vi at 1 1 1 1 1, 1 1 så 1 har en venstreinvers, og dermed rang 2. Altså kan den ikke ha en høyreinvers.. september 216 Side 2 av 5

b) Tilsvarende har 1 1 en høyreinvers, men ingen venstreinvers. c) Vi kan bruke en variant av metoden i eksempel 6, men helt ærlig så er det litt overkill når vi bare skal finne to venstreinverser. Vi skal altså finne to matriser slik at a b c d e f 1 1 2 a b c 1 d e f 1 1 1 a + c 2a b + c d + f 2d e + f Matriser er like når hvert element i matrisene er like. Altså får vi ligningene. a + c 1 (1) 2a b + c (2) d + f (3) 2d e + f 1 (4) Ligning (1) er grei å oppfylle hvis a 1 og c. Da er (2) oppfylt dersom b 2. Videre kan vi velge d f og e 1 for å oppfylle (3) og (4). Så en høyreinvers er 1 2 1. Men vi kan også velge a og c 1. Da er (2) oppfylt dersom b 1. Som før kan vi velge d f og e 1 for å oppfylle (3) og (4). Dermed blir en annen høyreinvers 1 1 1. Kapittel 2.4 8 Fra teorem 3.2, side 15, vet vi at en matrise A er inverterbar hvis og bare hvis den er ikkesingulær. Fra side 61, vet vi at en matrise er ikke-singulær hvis og bare hvis den reduserte trappeformen av matrisen er identitetsmatrisen I. Altså er A inverterbar hvis og bare hvis den har redusert trappeform I. Vi fikk redusert trappeform av en matrise ved å utføre et endelig antall radoperasjoner på A. Men nå har vi lært i dette kapitlet at å utføre en radoperasjon på A er det samme som å gange med en elementærmatrise. Så vi kan si at A er inverterbar hvis og bare hvis I E n E n 1 E 1 A, der E n, E n 1, E 1 alle er elementærmatriser. En elementærmatrise er alltid inverterbar, og inversen er en ny elementærmatrise. Så vi kan også si at A er inverterbar hvis og bare hvis (pass på rekkefølgen!). A E 1 1 E 1 n 1 E 1 n I E1 1 E 1 n 1 E 1 n Så vi kan konkludere med at A er inverterbar hvis og bare hvis A kan skrives som et produkt av elementærmatriser. Kapittel 2.5. september 216 Side 3 av 5

1 a) d) C + D A 1 2 3 4 1 3 2 4 1 1 1 1 1 1 2 1 + 1 2 1 + 1 3 1 1 2 2 3 1 2 2 3 3 5 f) AC er ikke definert, fordi A er en 2 2-matrise, mens C er en 3 2-matrise. 13 Hvis A har rang 1, så kan trappeformen av A skrives A v, der v er en vektor i R n. Siden vi kan gå fra A til A ved radoperasjoner, kan vi også gå tilbake fra A til A med radoperasjoner, og da ser vi at radene i A alle er skalare multipler av v : der u u1 u 2. u n u 1 v u 1 A u 2 v u 2 v uv, u n v u n 16 Hvis vi antar at A er symmetrisk, har vi at A A A 2 O (her er O nullmatrisen). For enhver vektor x har vi at A Ax Ox. Hvis vi bruker resultatet fra oppgave 15, betyr det også at for enhver vektor x så er Ax. Men da kan vi bruke resultatet fra oppgave 1.4.15b, som var på øving 2, til å si at det betyr at A O. Eksamen kont 212 1 a) (ii) 2 5 6 1 3 2 1 1 3 2 1 2 4 7 (i) 2 4 7 (ii) 2 4 7 1 3 2 1 2 5 6 2 5 6 1 3 2 1 1 3 2 1 1 3 2 1 6 8 9 (i) 2 5 6 2 5 6 2 5 6 6 8 9 7 27 1 3 2 1 1 3 61 2 5 6 7 1 3 61 2 93 1 27 7 (ii) 7 1 93 7 1 27 7 1 27 7 157 1 1 93 1 27 7. september 216 Side 4 av 5

b) Den utvidete matrisen som korresponderer til dette systemet er nettopp matrisen som vi radreduserte i forrige punkt. Så da kan vi lese ut løsningen på systemet fra den reduserte trappeformen av matrisen. Da får vi x 157, y 93 og z 27 7. 5 Vi har (I A) 1 A n 1 + A n 2 + + A + I. Vi kan vi bektrefte det ved å gange sammen (I A) 1 (I A), men hvordan kom vi dit? Vel, vi kan prøve oss fram. Vi ser at Prøv så A n 1 (I A) A n 1 + A n A n 1. (A n 1 + A n 2 )(I A) A n 1 A n + A n 2 A n 1 A n 2. Ah, så hver gang vi legger til en lavere potens av A, så får vi ut en enda lavere potens av A. Om vi lar det fortsetter slik, får vi til slutt (A n 1 +A n 2 + +A+I)(I A) (A n 1 A n )+(A n 1 A n 2 )+ +(A A 2 )+(I A) I. september 216 Side 5 av 5