1. Find for each real value of a, the dimension of and a basis for the subspace

Relevanta dokument
2. Let the linear space which is spanned by the functions p 1, p 2, p 3, where p k (x) = x k, be equipped with the inner product p q = 1

for M, the matrix of the linear transformation F : R 3 M defined as x1 + x F ((x 1, x 2, x 3 )) = 2 + x 3 2x 1 + x 2 + 3x 3

is a basis for M. Also, find the coordinates of the matrix M = with respect to the basis M 1, M 2, M 3.

For which values of α is the dimension of the subspace U V not equal to zero? Find, for these values of α, a basis for U V.

2. Find, for each real value of β, the dimension of and a basis for the subspace

, m 3 = 3. Determine for each real α and for each real β 0 the geometric meaning of the equation x 2 + 2y 2 + αz 2 + 2xz 4yz = β.

is introduced. Determine the coefficients a ij in the expression for, knowing that the vectors (1, 0, 1), (1, 1, 1), (0, 1, 1) constitute an ON-basis.

1. Find the 4-tuples (a, b, c, d) that solves the system of linear equations

1. Find an equation for the line λ which is orthogonal to the plane

x 2 2(x + 2), f(x) = by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. γ : 8xy x 2 y 3 = 12 x + 3

the standard scalar product, i.e. L E 4. Find the orthogonal projection of the vector w = (2, 1, 2, 1) on the orthogonal complement L of L (where

2(x + 1) x f(x) = 3. Find the area of the surface generated by rotating the curve. y = x 3, 0 x 1,

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

MMA129 Linear Algebra academic year 2015/16

f(x) =, x 1 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points. cos(x) sin 3 (x) e sin2 (x) dx,

1. Find the volume of the solid generated by rotating the circular disc. x 2 + (y 1) 2 1

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

8 < x 1 + x 2 x 3 = 1, x 1 +2x 2 + x 4 = 0, x 1 +2x 3 + x 4 = 2. x 1 2x 12 1A är inverterbar, och bestäm i så fall dess invers.

Find an equation for the tangent line τ to the curve γ : y = f(4 sin(xπ/6)) at the point P whose x-coordinate is equal to 1.

f(x) = x2 + 4x + 6 x 2 4 by utilizing the guidance given by asymptotes and stationary points.

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

6. a) Visa att följande vektorer är egenvektorer till matrisen A = , och ange motsvarande

sin(x 2 ) 4. Find the area of the bounded region precisely enclosed by the curves y = e x and y = e.

(4x 12) n n. is convergent. Are there any of those x for which the series is not absolutely convergent, i.e. is (only) conditionally convergent?

1. The sum of two non-negative numbers x and y equals 4. Which is the smallest interval that surely contains the number x 3 + 3y 2?

. Bestäm Rez och Imz. i. 1. a) Låt z = 1+i ( b) Bestäm inversen av matrisen A = (3p) x + 3y + 4z = 5, 3x + 2y + 7z = 3, 2x y + z = 4.

2 4xy. and classify each of them with respect to the corresponding linearized system. x 2 dy + 2xy = y2

1. Find, for x > 0, the general solution of the differential equation. dy/dt 4xy + 10y + 6y 2,

S 1 11, S 2 9 and S 1 + 2S 2 32 E S 1 11, S 2 9 and 33 S 1 + 2S 2 41 D S 1 11, S 2 9 and 42 S 1 + 2S 2 51 C 52 S 1 + 2S 2 60 B 61 S 1 + 2S 2 A

1 Find the area of the triangle with vertices A = (0,0,1), B = (1,1,0) and C = (2,2,2). (6p)

2. For which values of the parameters α and β has the linear system. dy/dt x + y

1. Compute the following matrix: (2 p) 2. Compute the determinant of the following matrix: (2 p)

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

and u = och x + y z 2w = 3 (a) Finn alla lösningar till ekvationssystemet

denna del en poäng. 1. (Dugga 1.1) och v = (a) Beräkna u (2u 2u v) om u = . (1p) och som är parallell

and Mathematical Statistics Gerold Jäger 9:00-15:00 T Compute the following matrix

Tentamen i Matematik 3: M0031M.

Pre-Test 1: M0030M - Linear Algebra.

(D1.1) 1. (3p) Bestäm ekvationer i ett xyz-koordinatsystem för planet som innehåller punkterna

2. Find the area of the bounded region precisely enclosed by the curves y = 3 x 2 and y = x + x.

2. Find an equation for and sketch the curve which begins at the point P : (3, 1) and which otherwise is given by the linear system 1 = 2

och v = 1 och vektorn Svar 11x 7y + z 2 = 0 Enligt uppgiftens information kan vi ta vektorerna 3x + 2y + 2z = 1 y z = 1 6x + 6y + 2z = 4

där β R. Bestäm de värden på β för vilka operatorn är diagonaliserbar. Ange även för respektive av dessa värden en bas av egenvektorer till F.

2. Lös ekvationen z i = 2 z + 1 och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

2. Find to the differential equation 2y + (y ) 2 = 0 the solution whose graph at the point with the coordinates (1, 0) has the tangent line x + y = 1.

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

Prov i matematik Civilingenjörsprogrammen EL, IT, K, X, ES, F, Q, W, Enstaka kurs LINJÄR ALGEBRA

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Styf. Exempeltenta med lösningar Programmen EI, IT, K, X Linjär algebra juni 2004

{ (1 + i)z iw = 2, iz + (2 + i)w = 5 + 2i, där i är den imaginära enheten. Ange rötterna z och w på rektangulär form.

Bestäm den matris B som löser ekvationen = 1 2

Högskolan i Skövde (SK, JS) Svensk version Tentamen i matematik

3i)z 2013(1 ) och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

2. Vilka taltripler (x, y, z) satisfierar ekvationssystemet x + 2y 13z = 4 4x y + 17z = 5

1. Beräkna determinanten

1. Varje bevissteg ska motiveras formellt (informella bevis ger 0 poang)

Beräkna determinanten för produkten MMM Skissa, och bestäm arean av, det i det komplexa talplanet belägna området

3. Lös ekvationen 3 + z = 3 2iz och ge i det komplexa talplanet en illustration av lösningsmängden.

Isometries of the plane

Övningar. MATEMATISKA INSTITUTIONEN STOCKHOLMS UNIVERSITET Avd. Matematik. Linjär algebra 2. Senast korrigerad:

Prov i matematik F2, X2, ES3, KandFys2, Lärare, Frist, W2, KandMat1, Q2 LINJÄR ALGEBRA II

1 x 1 x 2 1 x x 2 x 2 2 x 3 2 A = 1 x 3 x 2 3 x x 4 x 2 4 x 3 4

x + 9y Skissa sedan för t 0 de två lösningskurvor som börjar i punkterna med koordinaterna

1 basen B = {f 1, f 2 } där f 1 och f 2 skall uttryckas i koordinater i standardbasen.

Övningar. c) Om någon vektor i R n kan skrivas som linjär kombination av v 1,..., v m på precis ett sätt så. m = n.

3. Vilka taltripler (x, y, z) satisfierar ekvationssystemet 3x + 2y 3z = 3 2x + y + 4z = 7

Kursplan MD2022. Matematik III 30 högskolepoäng, Grundnivå 2

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra, SF1604, den 12 mars 2013 kl

This exam consists of four problems. The maximum sum of points is 20. The marks 3, 4 and 5 require a minimum

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 9 juni 2016

Frågorna 1 till 6 ska svaras med ett kryss för varje korrekt påstående. Varje uppgift ger 1 poäng. Använd bifogat formulär för dessa 6 frågor.

kvivalenta. Ange rangen för A samt en bas för kolonnrummet för A. och U =

TMV142/186 Linjär algebra Z/TD

Lösningar till MVE021 Linjär algebra för I

Matematik med datalogi, mfl. Linjär algebra ma014a ATM-Matematik Mikael Forsberg

Kursinformation. Kurslitteratur: H. Anton och C. Rorres: Elementary Linear Algebra, 10:e upplagan. Wiley 2011 (betecknas A nedan).

Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 9 juni 2011 kl

4. Bestäm arean av det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och y = x 2. h(x) = e 2x 3,

Kursinformation. Kurslitteratur: H. Anton och C. Rorres: Elementary Linear Algebra, 9:e upplagan. Wiley, 2005 (betecknas A nedan).

Linjär algebra F1, Q1, W1. Kurslitteratur

SF1624 Algebra och geometri

KTH, Matematik. Del I. (totalt 15 poäng, inklusive bonuspoäng). (1) Betrakta följande mängder i R 3 :

7 n + 8 n 3 2n. converges or not. Irrespective whether the answer is yes or no, give an explanation

dx/dt x y + 2xy Ange även ekvationerna för de mot de stationära punkterna svarande linjariserade systemen.

1. Talföljden {t n } n=0 24, n = 13, då den för n 2 satisfierar differensekvationen 12t n 8t n 1 + t n 2 =

Uppgifter, 2015 Tillämpad linjär algebra

2s + 3t + 5u = 1 5s + 3t + 2u = 1 3s 3u = 1

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

29 november, 2016, Föreläsning 21. Ortonormala baser (ON-baser) Gram-Schmidt s ortogonaliseringsprocess

Kurskod: TAMS28 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TEN1 05 June 2017, 14:00-18:00. English Version

2 + i 2 z = 1 + i, 2. I xy-planet är Ω det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och sin(x) = 6 3

2 1 1 s s. M(s) = (b) Beräkna inversen för det minsta positiva heltalsvärdet på s som gör matrisen inverterbar.

Crash Course Algebra och geometri. Ambjörn Karlsson c januari 2016

Calculate check digits according to the modulus-11 method

(4x 3 + y)y + x(x 3 + 2y) dy dx = 0

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Onsdag, 13 januari 2016

Transkript:

MÄLARDALEN UNIVERSITY School of Education, Culture and Communication Department of Applied Mathematics Examiner: Lars-Göran Larsson EXAMINATION IN MATHEMATICS MAA53 Linear Algebra Date: 208-0-09 Write time: 5 hours Aid: Writing materials, ruler This examination consists of eight randomly ordered problems each of which is worth at maximum 5 points. The maximum sum of points is thus 40. The pass-marks 3, 4 and 5 require a minimum of 8, 26 and 34 points respectively. The minimum points for the ECTS-marks E, D, C, B and A are 8, 20, 26, 33 and 38 respectively. Solutions are supposed to include rigorous justifications and clear answers. All sheets with solutions must be sorted in the order the problems are given in. Especially, avoid to write on back pages of solution sheets.. Find for each real value of a, the dimension of and a basis for the subspace span{(3,, 2, 4), (7, 2, 0, 9), ( 4, 4,, a 5), (4a, a, 3a, 6a)} of R 4. Also, find all values of a for which the vector v = (7a + 0, 2a + 3, 4, 6a + 5) belong to the subspace, and find for those a the coordinates of v relative to the chosen bases respectively. 2. Let P 2 be the vector space spanned by the polynomial functions p 0, p, p 2 where p n (x) = x n, and define by F (p)(x) = p(x + 2) + xp (x + 2) a linear operator on P 2. Prove that F has an inverse and find F (3p 0 + 2p p 2 ). 3. Find the geometric meaning of the equation for every real number c. c = (2x + y 2z) 2 + (x + 3y 3z) 2 (x 2y + z) 2 4. The linear operator F : R 4 R 4 is with u = (x, x 2, x 3, x 4 ) defined according to F (u) = (2x x 2 +3x 3 x 4, x +x 2 2x 4, x +3x 2 4x 3 2x 4, x 2x 2 +3x 3 +x 4 ). Find the kernel and the image of F, and find out whether F is bijective or not. 5. Find an ON-basis for M = span{(, 0,, 0), (0,, 0, )} E, where E is the vector space R 4 equipped with the inner product given by u v = x y + x 2 y 2 + 8x 3 y 3 + 0x 4 y 4 + (x y 3 + x 3 y ) 3(x 2 y 3 + x 3 y 2 ) 2(x 2 y 4 + x 4 y 2 ) + 2(x 3 y 4 + x 4 y 3 ). where u = (x, x 2, x 3, x 4 ) and v = (y, y 2, y 3, y 4 ). ( ) ( ) ( ) 6. Let m = 2 2 3, m 2 = 2, m 3 = 3 4. Prove that m, m 2, m 3 is a basis for the vector space of all symmetric ) 2 2-matrices with real-valued entries. Also, find the coordinates of relative to the (ordered) basis m, m 2, m 3. ( 2 5 5 3 7. The vectors u+v, u+3v and 2u v have the lengths, 7 and 9 respectively in an Euclidean space E. Find the length of the orthogonal projection of the vector F (u) on the vector F (v), where F is an isometric linear operator F : E E. 8. The linear operator F : R 3 R 3 has, relative to the standard basis, the matrix 3 0 2 β + β 2 where β R. Find the numbers β for which the operator är diagonalizable, and state a basis of eigenvectors for each of these β. Om du föredrar uppgifterna formulerade på svenska, var god vänd på bladet.

MÄLARDALENS HÖGSKOLA Akademin för utbildning, kultur och kommunikation Avdelningen för tillämpad matematik Examinator: Lars-Göran Larsson TENTAMEN I MATEMATIK MAA53 Linjär algebra Datum: 208-0-09 Skrivtid: 5 timmar Hjälpmedel: Skrivdon, linjal Denna tentamen består av åtta stycken om varannat slumpmässigt ordnade uppgifter som vardera kan ge maximalt 5 poäng. Den maximalt möjliga poängsumman är således 40. För godkänd-betygen 3, 4 och 5 krävs minst 8, 26 respektive 34 poäng. För ECTS-betygen E, D, C, B och A krävs 8, 20, 26, 33 respektive 38 poäng. Lösningar förutsätts innefatta ordentliga motiveringar och tydliga svar. Samtliga lösningsblad skall vid inlämning vara sorterade i den ordning som uppgifterna är givna i. Undvik speciellt att skriva på baksidor av lösningsblad.. Bestäm för varje reellt värde på a dimensionen av och en bas för delrummet span{(3,, 2, 4), (7, 2, 0, 9), ( 4, 4,, a 5), (4a, a, 3a, 6a)} till R 4. Bestäm även alla värden på a för vilka vektorn v = (7a + 0, 2a + 3, 4, 6a + 5) tillhör delrummet, och ange för dessa a koordinaterna för v relativt respektive av de valda baserna. 2. Låt P 2 vara det linjära rummet som spänns upp av polynomfunktionerna p 0, p, p 2 där p n (x) = x n, och definiera genom F (p)(x) = p(x + 2) + xp (x + 2) en linjär operator på P 2. Bevisa att F har en invers och bestäm F (3p 0 + 2p p 2 ). 3. Bestäm den geometriska innebörden av ekvationen för varje reellt tal c. c = (2x + y 2z) 2 + (x + 3y 3z) 2 (x 2y + z) 2 4. Den linjära operatorn F : R 4 R 4 är med u = (x, x 2, x 3, x 4 ) definierad enligt F (u) = (2x x 2 +3x 3 x 4, x +x 2 2x 4, x +3x 2 4x 3 2x 4, x 2x 2 +3x 3 +x 4 ). Bestäm F :s nollrum respektive värderum, och avgör om F är bijektiv eller inte. 5. Bestäm en ON-bas för M = span{(, 0,, 0), (0,, 0, )} E, där E är vektorrummet R 4 utrustat med skalärprodukten given av u v = x y + x 2 y 2 + 8x 3 y 3 + 0x 4 y 4 + (x y 3 + x 3 y ) 3(x 2 y 3 + x 3 y 2 ) 2(x 2 y 4 + x 4 y 2 ) + 2(x 3 y 4 + x 4 y 3 ). där u = (x, x 2, x 3, x 4 ) and v = (y, y 2, y 3, y 4 ). ( ) ( ) ( ) 6. Låt m = 2 2 3, m 2 = 2, m 3 = 3 4. Visa att m, m 2, m 3 är en bas för vektorrummet av alla symmetriska ) 2 2-matriser med reellvärda element. Bestäm även koordinaterna för relativt (den ordnade) basen m, m 2, m 3. ( 2 5 5 3 7. Vektorerna u + v, u + 3v och 2u v har längderna, 7 respektive 9 i ett euklidiskt rum E. Bestäm längden av den ortogonala projektionen av vektorn F (u) på vektorn F (v), där F är en isometrisk linjär operator F : E E. 8. Den linjära operatorn F : R 3 R 3 har relativt standardbasen matrisen 3 0 2 β + β 2 där β R. Bestäm de tal β för vilka operatorn är diagonaliserbar, och ange en bas av egenvektorer till F för var och en av dessa β. If you prefer the problems formulated in English, please turn the page.

MÄLARDALEN UNIVERSITY School of Education, Culture and Communication Department of Applied Mathematics Examiner: Lars-Göran Larsson Examination 208-0-09 EXAMINATION IN MATHEMATICS MAA53 Linear algebra EVALUATION PRINCIPLES with POINT RANGES Academic year: 207/8 Maximum points for subparts of the problems in the final examination. 3 if ( a = 2) ( a = 0) dim( U ) = 4 if a 2,0 4 where U denotes the subspace of R. A basis for U is e.g. ( 3,, 2,4), ( 7,2,0,9), ( 4, 4,, a 5) if ( a = 2) ( a = 0), and e.g. the 4 standard basis of R if a 2, 0. v U iff a 0. The coordinates of v relative to the indicated bases are, 5, 2 and 7 a + 0,2a + 3, 4,6a + 5 respectively. If, in the latter case, the vectors spanning U are chosen as a basis then the coordinates of v are 2, a 6, 3, a. p: Correctly found the dimension of and a basis for the subspace if ( a = 2) ( a = 0) p: Correctly found the dimension of and a basis for the subspace if a 2, 0 p: Correctly concluded that the vector v belong to the subspace if a 0 p: Correctly for the case a = 2 found the coordinates of v relative to the chosen basis for the subspace U p: Correctly for the case a 2, 0 found the coordinates of v relative to the chosen basis for the subspace U 2. Proof F (3p 0 + 2 p p = 2 p 3 0 ) + 3. The equation describes an hyperbolic cylinder if c 0, and the union of two (intersecting) planes if c = 0 4. im( F ) = span{(2,,,),(,,3, 2) } ker( F ) = span{(,,,0),(,,0,)} F is not bijective 7 3 p 3 p 2 2p: Correctly found the matrix A of F relative to the ordered basis p 0, p, p2 p: Correctly concluded that F has an inverse (due to the fact that the matrix A is invertible) p: Correctly concluded that F ( 3p0 + 2 p p2 ) is equal to ( p0 p p2 ) A ( 3 2 ) T p p p A 3 2 p: Correctly evaluated ( ) ( ) T 0 2 2p: Correctly proved that the right hand side of the equation is a quadratic form with the signature (,,0) p: Correctly concluded that the geometric meaning of the equation is an hyperbolic cylinder if c > 0 p: Correctly concluded that the geometric meaning of the equation is the union of two planes if c = 0 p: Correctly concluded that the geometric meaning of the equation is an hyperbolic cylinder if c < 0 p: Correctly identified the matrix of F relative to e.g. the standard basis for RR 4. p: Correctly found the reduced row echelon form of the standard matrix in preparation for the conclusions about the image of F, the kernel of F and whether F is bijective or not p: Correctly found the image of F p: Correctly found the kernel of F p: Correctly found that F is not bijective (2)

5. An ON-basis for M is e.g. (, 0,, 0), ( 3, 7, 3, 7) 2 54 or e.g. (0,, 0, ), (7, 9, 7, 9) 7 462 or e.g. ± versions of the above ex:s 2p: Correctly initiated a Gram-Schmidt process to find an ON-basis e, e 2, and correctly as a first step in the process normed the first vector to e 2p: Correctly in the G-S process found (defined and evaluated) a nonzero vector orthogonal to e p: Correctly normed the vector orthogonal to e, and correctly summarized an ON-basis for M 6. Proof 2 5 The coordinates of relative to 5 3 the basis m, m2, m3 are ( 3,2,) 2p: Correctly proved that the set of vectors m, m2, m3 is a basis for the topical vector space 2 5 3p: Correctly found the coordinates of the matrix 5 3 relative to the basis m, m m3 2, 7. proj ( ) ( F( u)) = proj ( u) = F v v 2 3 2p: Correctly, for a reformulation of the expression for the orthogonal projection of F (u) on F (v), used the fact that for an isometric linear operator F on EE, the inner product F ( u) F( v) equals u v for every uu, vv EE p: Correctly found the value of u v p: Correctly found the value of v p: Correctly combined the values of u v and v for the value of the orthogonal projection of F (u) on F (v) 8. The linear operator F is diagonalizable iff ββ =. A basis of eigenvectors is then e.g. (,0, 2), ( 0,,0), (,,). 2p: Correctly found that the linear operator F is diagonalizable iff ββ = 3p: Correctly for ββ = found a basis of eigenvectors 2 (2)