Basis, koordinatsystem og dimensjon

Like dokumenter
Lineær uavhengighet og basis

(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

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

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

4.4 Koordinatsystemer

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

8 Vektorrom TMA4110 høsten 2018

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

4.4 Koordinatsystemer

Lineære ligningssystem og matriser

Lineære ligningssystem; Gauss-eliminasjon, Redusert echelonmatrise

10 Radrommet, kolonnerommet og nullrommet

4.1 Vektorrom og underrom

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

Eksamensoppgave MAT juni 2010 (med løsningsforslag)

MA1201/MA6201 Høsten 2016

EKSAMEN I MA1202 LINEÆR ALGEBRA MED ANVENDELSER

Lineær algebra-oppsummering

(a) R n defineres som mengden av kolonnevektorer. a 1 a 2. a n. (b) R n defineres som mengden av radvektorer

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

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4110/TMA4115 MATEMATIKK 3

Minste kvadraters løsning, Symmetriske matriser

MAT-1004 Vårsemester 2017 Prøveeksamen

9 Lineærtransformasjoner TMA4110 høsten 2018

Lineær algebra. 0.1 Vektorrom

Lineære ligningssystemer. Forelesning, TMA4110 Torsdag 17/9. Lineære ligningssystemer (forts.) Eksempler

MAT1120 Oppgaver til plenumsregningen torsdag 18/9

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

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Mandag 6. juni 2011 løsningsforslag

7.4 Singulærverdi dekomposisjonen

Lineærtransformasjoner

Generelle teoremer og definisjoner MA1201 Lineær Algebra og Geometri - NTNU

Homogene lineære ligningssystem, Matriseoperasjoner

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

Emne 7. Vektorrom (Del 1)

MAT-1004 Vårsemester 2017 Prøveeksamen

y(x) = C 1 e 3x + C 2 xe 3x.

Universitet i Bergen. Eksamen i emnet MAT121 - Lineær algebra

MAT1120 Repetisjon Kap. 1

UNIVERSITET I BERGEN

EKSAMEN I MATEMATIKK 3 (TMA4110)

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Universitet i Bergen. Eksamen i emnet MAT121 - Lineær algebra

Kap. 6 Ortogonalitet og minste kvadraters problemer

Universitetet i Agder Fakultetet for teknologi og realfag Institutt for matematiske fag. Eksamen MA desember Lykke til!

MAT 1110: Bruk av redusert trappeform

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

x 1 x 2 x = x n b 1 b 2 b = b m Det kan være vanskelig (beregningsmessig) og bearbeide utrykk som inneholder

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

MAT1120 Repetisjon Kap. 1, 2 og 3

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

Repetisjon: Om avsn og kap. 3 i Lay

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA1202/MA6202 VÅR 2010

Determinanter til 2 2 og 3 3 matriser

Repetisjon: om avsn og kap. 3 i Lay

Vi skal koble diagonalisering av matriser sammen med ortogonalitet. Skal bl.a. se på

Kap. 6 Ortogonalitet og minste kvadrater

4.2 Nullrom, kolonnerom og lineære transformasjoner

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

4.9 Anvendelser: Markovkjeder

12 Lineære transformasjoner

6.4 Gram-Schmidt prosessen

Diagonalizering. En n n matrise A sies å være diagonaliserbar hvis den er similær med en diagonalmatrise D. A = PDP 1

EKSAMEN I MA1202 OG MA6202 LINEÆR ALGEBRA MED ANVENDELSER

4.1 Vektorrom og underrom

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

MAT1120 Notat 2 Tillegg til avsnitt 5.4

MAT-1004 Vårsemester 2017 Obligatorisk øving 6

TMA4110 Matematikk 3 Haust 2011

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.

GENERELLE VEKTORROM. Hittil har vi bare snakket om vektorrom av type

UNIVERSITETET I OSLO

4.1 Vektorrom og underrom

MAT1120 Notat 2 Tillegg til avsnitt 5.4

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

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

SIF5010 Matematikk 3. y 00, 2y 0 +5y = sin x 4A, 2B =0 4B +2A =1;

MAT3000/ Våren 2013 Obligatorisk oppgavesett nr. 2 Løsningsskisse

Obligatorisk oppgavesett 1 MAT1120 H16

4.1 Vektorrom og underrom

Løsningsforslag for eksamen i Matematikk 3 - TMA4115

UNIVERSITETET I OSLO

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.

Diagonalisering. Kapittel 10

Lineære rom og avbildninger

Obligatorisk oppgave 1 MAT1120 HØSTEN 2014

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Vektorligninger. Kapittel 3. Vektorregning

Rom og lineæritet. Erik Bédos. Matematisk Institutt, UiO 2012.

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

6.4 (og 6.7) Gram-Schmidt prosessen

MAT1120 Notat 1 Tillegg til avsnitt 4.4

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

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

MA1202/MA S løsningsskisse

Kap. 7 Symmetriske matriser og kvadratiske former

Egenverdier og egenvektorer

5.8 Iterative estimater på egenverdier

Løsningsforslag øving 6

Transkript:

Basis, koordinatsystem og dimensjon NTNU, Institutt for matematiske fag 22.-24. oktober 2013

Basis Basis for vektorrom: En endelig mengde B = {b 1, b 2,..., b n } av vektorer i et vektorrom V er en basis til V hvis vektorene i B er lineært uavhengige, og vektorene i B utspenner V, span(b) = V.

Basis Basis for vektorrom: En endelig mengde B = {b 1, b 2,..., b n } av vektorer i et vektorrom V er en basis til V hvis vektorene i B er lineært uavhengige, og vektorene i B utspenner V, span(b) = V. Da kan enhver vektor x i V skrives entydig på formen x = c 1 b 1 + c 2 b 2 +... + c n b n. Koeffisientene c 1,..., c n er koordinatene til x i basisen B = {b 1,..., b n }; vi skriver [x] B er en element i R n [x] B = [c 1...c n ] T

Bytte av koordinatsystem La x være en vektor i R n, x = [x 1,..., x n ] T er koordinater til x i den standarte basisen og la B = {b 1,..., b n } være en annen basis til R n, da er x = P B [x] B, hvor P B er en matrise med kolonnene b 1,..., b n, P B = [b 1.., b n ].

Dimensjon Teorem La S = {v 1, v 2,..., v n } være en basis for vektorrom V, hvis T = {w 1, w 2,..., w m } er en delmengde av V og m > n så er vektorene i T lineart avhengige.

Dimensjon Teorem La S = {v 1, v 2,..., v n } være en basis for vektorrom V, hvis T = {w 1, w 2,..., w m } er en delmengde av V og m > n så er vektorene i T lineart avhengige. Teorem To basiser for et vektorrom V har like mange vektorer.

Dimensjon Teorem La S = {v 1, v 2,..., v n } være en basis for vektorrom V, hvis T = {w 1, w 2,..., w m } er en delmengde av V og m > n så er vektorene i T lineart avhengige. Teorem To basiser for et vektorrom V har like mange vektorer. Antallet vektorer i en basis for V kalles dimensjonen til vektorromet V, dim(v).

Dimensjon Teorem La S = {v 1, v 2,..., v n } være en basis for vektorrom V, hvis T = {w 1, w 2,..., w m } er en delmengde av V og m > n så er vektorene i T lineart avhengige. Teorem To basiser for et vektorrom V har like mange vektorer. Antallet vektorer i en basis for V kalles dimensjonen til vektorromet V, dim(v). Teorem Hvis H er et underrom av V og V har en enedlig dimension så er dim(h) dim(v).

Basis og dimensjon Teorem La V være et n-dimensjonalt vektorrom. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n lineært uavhengige vektorer i V, så er S en basis for V.

Basis og dimensjon Teorem La V være et n-dimensjonalt vektorrom. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n lineært uavhengige vektorer i V, så er S en basis for V. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n vektorer som utspenner V, span(s) = V, så er S en basis for V.

Basis og dimensjon Teorem La V være et n-dimensjonalt vektorrom. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n lineært uavhengige vektorer i V, så er S en basis for V. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n vektorer som utspenner V, span(s) = V, så er S en basis for V. Hvis S er lineært uavhendig, så finnes en basis for V som inneholder S

Basis og dimensjon Teorem La V være et n-dimensjonalt vektorrom. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n lineært uavhengige vektorer i V, så er S en basis for V. Hvis S = {v 1, v 2,..., v n } er en mengde med n vektorer som utspenner V, span(s) = V, så er S en basis for V. Hvis S er lineært uavhendig, så finnes en basis for V som inneholder S Hvis S utspenner V så inneholder S en basis for V.

Dimensjonen til Null(A) and COl(A) Dimensjonen til Null(A) er lik antall frie variabler; Dimensjonen til Col(A) er lik antall ledende variabler.

Dimensjonen til Null(A) and COl(A) Dimensjonen til Null(A) er lik antall frie variabler; Dimensjonen til Col(A) er lik antall ledende variabler. dim Null(A) + dim Col(A) = n

Dimensjonen til Null(A) and COl(A) Dimensjonen til Null(A) er lik antall frie variabler; Dimensjonen til Col(A) er lik antall ledende variabler. dim Null(A) + dim Col(A) = n Dimensjonen til Col(A) kalles rangen til A.

Radrommet La A være en m n matrise, A = [a ij ]. Radrommet til A Row(A) er underromet i R n utspent av radvektorene til A. Hvis så er Row(A) = span(r 1,..., r m ). r 1 = (a 11, a 12,..., a 1n ) r 2 = (a 21, a 22,..., a 2n )......... r m = (a m1, a m2,..., a mn )

Basis for Row(A) Teorem To radekvivalente matriser har samme radrommet.

Basis for Row(A) Teorem To radekvivalente matriser har samme radrommet. Teorem Hvis E er en echelonmatrise, så er ikkenullradene til E en basis for Row(E).

Basis for Row(A) Teorem To radekvivalente matriser har samme radrommet. Teorem Hvis E er en echelonmatrise, så er ikkenullradene til E en basis for Row(E). Ved Gausseliminasjon kan vi omforme A til en echelonmatrise E. Ikkenullradene i E danner en basis for Row(A). Radrangen til A er lik antallet av lederelementer i E.

Basis for Row(A) Teorem To radekvivalente matriser har samme radrommet. Teorem Hvis E er en echelonmatrise, så er ikkenullradene til E en basis for Row(E). Ved Gausseliminasjon kan vi omforme A til en echelonmatrise E. Ikkenullradene i E danner en basis for Row(A). Radrangen til A er lik antallet av lederelementer i E. dim Row(A) = dim Col(A) = rank(a).

Eksamensoppgave La A = 1 3 0 1 0 2 6 2 0 3 1 3 6 5 9 Finn en basis for nullrommet Null(A), en basis for radrommet Row(A) og en basis for kolonnerommet (søylerommet) Col(A)..

Markov-kjeder Markov-kjede er en matematisk model som beskrives ved en følge av vektorer (posisjoner) x 1,..., x k,... som oppfyler x k+1 = Px k og P er en kvadratisk matrise. For eksempel migrasjon-model. Matrisen P i modellen har de flgene egenskapene: alle elementer til P er større eller lik 0; summen av elementer i hver kolonne er lik 1. En sån matrise kalles stokastisk matrise.

Regulære stokastiske matriser Hvis P er en stokastisk matrise og q er en vektor som har ikke negative elementer med summen av elementene lik en (sannsynlighetsvektor) slik at Pq = q, da kalles q en stasjonær ( steady-state ) vektor til P. En stokastisk matrise P kalles regulær hvis det finnes m slik at alle elementene til P m er positive. Teorem Hvis P er en regulær stokastisk matrise så finnes det eksakt en stasjonær vektor q til P.

Oppsummering Denne uken: Lærebok: 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.9 Nest gang Egenvektorer og egenverdier Lærebok: 5.1, 5.2