Obligatorisk innlevering 3 - MA 109, Fasit



Like dokumenter
MAT1120 Repetisjon Kap. 1

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

Løsningsforslag øving 7

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

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

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

Emne 9. Egenverdier og egenvektorer

MAT 1110: Bruk av redusert trappeform

Obligatorisk innlevering 2 - MA 109

MAT1120 Repetisjon Kap. 1, 2 og 3

Egenverdier og egenvektorer

MAT UiO. 10. mai Våren 2010 MAT 1012

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

MA1201 Lineær algebra og geometri Løsningsforslag for eksamen gitt 3. desember 2007

Oppgave 1 (25 %) - Flervalgsoppgaver

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

MAT1120 Notat 1 Tillegg til avsnitt 4.4

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

MAT1120 Oppgaver til plenumsregningen torsdag 18/9

UNIVERSITET I BERGEN

Forelesning i Matte 3

MAT1120 Notat 1 Tillegg til avsnitt 4.4

Lineær algebra-oppsummering

Løsningsforslag. og B =

Lineær uavhengighet og basis

100 ENKLERE OPPGAVER MED HINT OG LØSNINGSFORSLAG I LINEÆR ALGEBRA (OG NOEN I DISKRET MATEMATIKK)

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

Obligatorisk innleveringsoppgave, løsning Lineær algebra, Våren 2006

6 Determinanter TMA4110 høsten 2018

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

Repetisjon: Om avsn og kap. 3 i Lay

DAFE ELFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Torsdag 26. mars 2015 Antall oppgaver:

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA1202/MA6202 VÅR 2010

Homogene lineære ligningssystem, Matriseoperasjoner

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

4.4 Koordinatsystemer

Lineære ligningssystem og matriser

Elementær Matriseteori

MAT UiO mai Våren 2010 MAT 1012

Lineære ligningssystemer og gausseliminasjon

TMA4110 Matematikk 3 Haust 2011

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

Repetisjon: om avsn og kap. 3 i Lay

Lineære ligningssystem; Gauss-eliminasjon, Redusert echelonmatrise

Løsningsforslag. og B =

1. Finn egenverdiene og egenvektorene til matrisen A = 2 1 A =

Vektorligninger. Kapittel 3. Vektorregning

Mer om kvadratiske matriser

6.4 Gram-Schmidt prosessen

7 Egenverdier og egenvektorer TMA4110 høsten 2018

Lineære likningssystemer og matriser

LP. Leksjon 5. Kapittel 5: dualitetsteori. motivasjon det duale problemet svak og sterk dualitet det duale til LP problemer på andre former

Eksamensoppgave i TMA4110/TMA4115 Calculus 3

6.8 Anvendelser av indreprodukter

Mer om kvadratiske matriser

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

Matriser. Kapittel 4. Definisjoner og notasjon

3x + 2y 8, 2x + 4y 8.

10 Radrommet, kolonnerommet og nullrommet

5.5 Komplekse egenverdier

TMA4115 Matematikk 3 Vår 2017

Lineærtransformasjoner

Løsningsforslag øving 6

Løsningsforslag, Ma-2610, 18. februar 2004

EKSAMEN I MATEMATIKK 3 (TMA4110)

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

Eksamensoppgavehefte 2. MAT1012 Matematikk 2: Mer lineær algebra

UNIVERSITETET I BERGEN

Løsningsforslag MAT 120B, høsten 2001

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

MAT1120 Oppgaver til plenumsregningen torsdag 18/9

UNIVERSITETET I BERGEN

Kapittel 3. Mer om egenverdier og egenvektorer. 3.1 Komplekse n-tupler og vektorer

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

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

13 Oppsummering til Ch. 5.1, 5.2 og 8.5

Diagonalisering. Kapittel 10

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

Eksamensoppgave i TMA4115 Matematikk 3

Løsningsforslag, eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

ELE Matematikk valgfag

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

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

Komplekse tall. Kapittel 2. Den imaginære enheten. Operasjoner på komplekse tall

7.4 Singulærverdi dekomposisjonen

MAT1120 Notat 2 Tillegg til avsnitt 5.4

4.4 Koordinatsystemer

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag øving 4

MAT1120 Notat 2 Tillegg til avsnitt 5.4

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

EKSAMEN I MA1202 LINEÆR ALGEBRA MED ANVENDELSER

Determinanter. Kapittel 6. Determinanter for 2 2-matriser. La oss beregne arealet av dette parallellogrammet. Vi tegner på noen hjelpelinjer:

Lineær algebra. 0.1 Vektorrom

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

Universitet i Bergen. Eksamen i emnet MAT121 - Lineær algebra

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

Transkript:

Obligatorisk innlevering - MA 9, Fasit Vektorer Oppgave: Avgjør om, og er lineært uavhengige Dette er spørsmålet om det finnes vekter x, x, x - ikke alle lik - slik at x + x + x = Vi skriver det på augmentert matriseform, og løser: Vi ser at første og andre kolonne er pivotkolonner, mens tredje kolonne ikke er en pivotkolonne x er altså en fri cvariabel, noe som betyr at vi har ikke-trivielle løsninger Vektorene er lineært avhengige (Du kan også finne dette svaret ved å jobbe med koeffisientmatrisen i stedet for med den augmenterte matrisen) Oppgave: For hvilke verdier av h er, og h er lineært uavhengige Dette er spørsmålet om det finnes vekter x, x, x - ikke alle lik - slik at x + x + x = h Vi skriver det på augmentert matriseform, og løser: h Vi ser at første og andre kolonne er pivotkolonner, mens tredje kolonne kun er en pivotkolonne dersom h x er altså en fri variabel dersom h =, noe som betyr at vi har ikke-trivielle løsninger Hvis h har vi ingen fri variable, og ligningen har kun trivielle løsninger Vektorene er lineært uavhengige når og kun når h (Du kan også finne dette svaret ved å jobbe med koeffisientmatrisen i stedet for med den augmenterte matrisen) Transformasjoner Oppgave: 8-matrisen A er standardmatrisen transformasjonen T : R a R b Hva er a og b? a = 8, b =

Oppgave: Matrisetransformasjon: A = Dette er ligningen A x = x x x = Hvilke vektorer x sender A på? som vi leser av, og ved å flytte frie variable over på høyre side får x = x x = x x = x som vi skriver på vektorform: x = x x x = x x x = x, x R Oppgave: Finn standardmatrisen for transformasjonen T : T (e ) = T (e ) = A = T (e ) T (e ) =, T (e ) =, Oppgave: Er matrisen i oppgave injektiv? Begrunn svaret Matrisen er injektiv dersom alle kolonner er pivotkolonner Det er de Matrisen er injektiv Oppgave: Er matrisen i oppgave surjektiv? Begrunn svaret Matrisen er surjektiv dersom alle rader har en pivot Det har de Matrisen er surjektiv radianer mot klokka Finn standardma- 8 Oppgave: Transformasjonen T : R R er rotasjon π trisen Bruk den generelle formelen for rotasjon θ radianer mot klokka, sett inn, og regn ut: cos θ sin θ A = sin θ cos θ = cos π sin π sin π cos π =

Matriseoperasjoner 9 Oppgave: Du har følgende matriser: A = 8 8, B = Beregn følgende, hvis mulig Hvis du mener det ikke er mulig, begrunn dette (a) A + C (b) A + B (c) AC (d) CA (e) C T (f) I B (g) ( A T C T ) T (a) Matrisene kan ikke legges sammen, siden de har forskjellige dimensjoner (b) 8 9 (c) Går ikke Antall rader i C må være likt antall kolonner i A 8 (d) (e) (f) (g) ( A T C ) T T 8 = CA = Oppgave: A = Finn a og a fra A 8 (A ) = A Sett opp A I for å finne I A: 8 så a = og a =, C =

Oppgave: Er følgende matrise inverterbar? Matrisen har en ikke-pivot-kolonne, og er derfor ikke inverterbar Oppgave: Gjør kun en av oppgavene under: (a) Finn et eksempel på anvendelse av lineær algebra i ditt fagfelt Bruk gjerne læreboka for å finne eksempel Sett opp en ligning eller sammenheng; du trenger ikke løse ligningen (b) A er en -matrise To eller tre av de følgende fire påstandene er ekvivalente (impliserer hverandre) Hvilke er det? Begrunn for hver av påstandene i Kolonnene til A utspenner R ii Radene til A utspenner R iii A kan transponeres iv A kan inverteres Alle matriser er transponerbare, så det kan ikke være ekvivalent til noe som ikke er sant for alle matriser Se så på de tre andre påstandene Teorem 8 i Lay sier at det at A er inverterbar (a) er ekvivalent med at kolonnene til A utspenner R (h) Men vi ser også (l), at dette er ekvivalent med at A T er inverterbar, og da er jo alt dette også ekvivalent med at kolonnene til A T utspenner R Men radene til A er kolonnene til A T Det betyr at alle påstandene i oppgaven, unntatt at A kan transponeres, er ekvivalente Differensialligninger Oppgave: Under følger noen differensialligninger med forslag til svar Noen av svarene er riktige, andre er gale Vurdér og si hvilke som er hvilke For de som er gale, si en setning om hva du mener vedkommende som skrev løsningen kan ha gjort galt eller misforstått Skriv også opp rett svar Mellomregning ikke nødvendig (a) Ligning: y 9y = Svar: y(t) = e t + e t (b) Ligning: y + 9y = Svar: y(t) = e t + e t (c) Ligning: y + y y = Svar: y(t) = c e t + c e t (d) Ligning: y y + y = Svar: y(t) = c e t + c e t (e) Ligning: y y = Svar: y(t) = c e t + c te t (f) Ligning: y y = Svar: y(t) = c e t + c te t (g) Ligning: y y = Svar: y(t) = c e t + c e t (h) Ligning: y + 8y + y = Svar: y(t) = c e t + c e t (a) Nesten rett Kandidaten har glemt konstantene c og c Rett svar: y(t) = c e t + c e t (b) Feil Kandidaten har trolig lest fortegnet feil eller gjort feil med komplekse tall Kandidaten har også glemt konstantene Rett svar: y(t) = A cos(t) + B sin(t)

(c) Rett (d) Feil Kandidaten har løst karakteristisk ligning og fått dobbel rot r = og funnet ut at dette gir løsning y = e t Kandidaten har dog ikke kunnskap om å håndtere dobbel rot Rett svar: y(t) = c e t + c te t (e) Feil Kandidaten har trolig glemt at fortegnet på røttene må være like for at vi skal ha en dobbel rot, eller tenkt at e t og e t er den samme funksjonen Kandidaten har derfor ganget med t der det ikke trengtes Rett svar: y(t) = c e t + c e t (f) Samme type feil som i oppgaven over Rett svar: y(t) = c e t + c e t (g) Rett (h) Karakteristisk ligning er r + 8r +, som har løsning r = ± i Dette gir rett svar y(t) = e t (A cos(t) + b sin(t) Kandidaten har trolig rotet med den komplekse delen av løsningen til den karakteristiske ligningen og fått r = ±, altså r = og r =, noe som ville gitt løsningen han fikk Oppgave: I et masse-demper-fjær-system er demper-koeffisienten γ = ; vi har funnet ut at systemet er underkritisk dempet, og ved en praktisk måling finner vi ut at amplitudefunksjonen er e t Hva er massen? my + γy + ky = har karakteristisk ligning mr + γr + k =, som igjen har løsning r = γ m ± γ km m Underkritisk dempet betyr at svaret er på formen y(t) = e αt (A cos(βt) + B sin(βt)), hvor da løsningen på den karakteristiske ligningen var r = α ± β Sammenligner vi de to måtene å se svarene på den karakteristiske ligningen på, ser vi at α = γ m Siden vi vet at α = og γ = finner vi da at m = γ α = = Oppgave: Et masse-demper-fjær-system har m =, γ = Systemet er kritisk dempet Hva er fjærkonstanten k? my + γy + ky = har karakteristisk ligning mr + γr + k =, som igjen har løsning r = γ m ± γ km m Kritisk dempet betyr at vi har dobbel rot, altså at r = γ m ±, eller altså γ km at m = Dette får vi kun når det vi har under rottegnet er : γ km =, altså k = Svaret er k = 9 8 Oppgave: I et masse-fjær-system er m = og sirkelfrekvensen Hva er fjærkonstanten k? my + ky = har karakteristisk ligning mr + k =, som har løsning r = ±iω = ±i Løsningen på differensialligningen er y(t) = A cos(ωt)+b sin(ωt), altså en løsning med sirkelfrekvens ω Siden vi vet sirkelfrekvensen, ser vi at ω = Da er altså k m =, og siden m = er k = Oppgave: Hvilke av differensialligningene i oppgave er kan beskrive masse-(demper)-fjærsystemer? Er systemene udempet eller dempet, og i så fall hvilken type dempet? For at vi skal ha et masse-demper-fjær-system må alle koeffisientene være ikke-negative Det ser vi kun i oppgave (b) og oppgave (h) Demperkoeffisienten i (b) er, så dette er et udempet system I (h) ser vi at vi har dempning; siden vi her har γ = 8 = og km = =, er γ < km, og vi har et underkritisk dempet system k m