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.

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

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

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

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.

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

, 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.

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

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

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

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

MMA129 Linear Algebra academic year 2015/16

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

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.

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

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

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

(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?

. 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.

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

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.

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

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?

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

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

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

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

Tentamen i Matematik 3: M0031M.

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

Pre-Test 1: M0030M - Linear Algebra.

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

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

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

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

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

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

Tentamen i Matematik 2: M0030M.

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

Lösningsförslag obs. preliminärt, reservation för fel

Isometries of the plane

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

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.

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

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.

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

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

{ (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

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

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

1. Beräkna determinanten

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

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

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

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

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

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

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

Kursplan MD2022. Matematik III 30 högskolepoäng, Grundnivå 2

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

Solutions to exam in SF1811 Optimization, June 3, 2014

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

Module 1: Functions, Limits, Continuity

4x az = 0 2ax + y = 0 ax + y + z = 0

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

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

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

where β R. Find the numbers β for which the operator är diagonalizable, and state a basis of eigenvectors for each of these β.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

. b. x + 2 y 3 z = 1 3 x y + 2 z = a x 5 y + 8 z = 1 lösning?

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

Tentamen i ETE305 Linjär algebra , 8 13.

x + y z = 2 2x + 3y + z = 9 x + 3y + 5z = Gauss-Jordan elemination ger: Area = 1 2 AB AC = 4. Span(1, 1 + x, x + x 2 ) = P 2.

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

LÖSNINGAR LINJÄR ALGEBRA LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 9 juni 2016

Module 6: Integrals and applications

12.6 Heat equation, Wave equation

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Inst. for Elektro- och Informationsteknik. SIGNALBEHANDLING I MULTIMEDIA, ETI265 Inlämningsuppgift 1 (av 2), Task 1 (out of 2)

Tentamen i matematik. Högskolan i Skövde

(a) Bestäm för vilka värden på den reella konstanten c som ekvationssystemet är lösbart. (b) Lös ekvationssystemet för dessa värden på c.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A. (1 p) (c) Bestäm avståndet mellan A och linjen l.

LÖSNINGAR TILL LINJÄR ALGEBRA kl LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

M0030M: Maple Laboration

Inför tentamen i Linjär algebra TNA002.

Kurskod: TAMS11 Provkod: TENB 28 August 2014, 08:00-12:00. English Version

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) , 8 13.

Kurskod: TAIU06 MATEMATISK STATISTIK Provkod: TENA 17 August 2015, 8:00-12:00. English Version

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 MMA19 Linear Algebra Date: 015-08-1 Write time: 5 hours Aid: Writing materials 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 18, 6 and 34 points 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. 1. In the standard bases for R 4 and R, find the matrix of a linear transformation F : R 4 R whose image and kernel are equal to span{(, 1), (3, )} and span{(3, 1,, 1), (1,, 1, 1)} respectively.. Let (x, y, z) denote the coordinates of a point in an orthonormal system. Prove that the equation + (x + y) = 4(x + y)z describes a cylindrical surface and determine the specific type. Also, find (expressed in the given basis) the coordinates of a vector parallel with a cylindrical axis of the surface. 3. Assume that p k, k = 0, 1,, are the real-valued polynomial functions which have the polynomials 1, x and x respectively. For which real numbers a is the dimension of the linear span P of the three polynomial functions p 0 3p 1 + p, p 0 + ap 1 and 4p 1 ap less than 3? Also, determine for these a whether the polynomial function p 0 + 4p 1 + ap belongs to P or not. 4. Let e 1, e, e 3 be a basis for the linear space L, and introduce the vectors ẽ 1, ẽ, ẽ 3 according to ẽ 1 + 3ẽ ẽ 3 = 7e 1 + 9e + 4e 3, ẽ 1 = 3e 1 e e 3, ẽ ẽ 3 = e 1 + 5e + e 3. Verify that also ẽ 1, ẽ, ẽ 3 is a basis for L, and determine the coordinates of the vector ẽ 1 4ẽ + 3ẽ 3 in the basis e 1, e, e 3. 5. The linear operator F : R 3 R 3 has relative to the standard basis the matrix 0 0 1 β β 1 1 1 where β R. Find the β for which the operator är diagonalizable, and state a basis of eigenvectors for each of these β. 6. In the linear space R 3, the scalar product, given by 3 (x 1, x, x 3 ), (y 1, y, y 3 ) = a ij x i y j 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. 7. Let L = span{(, 1, 1, 1), (1, 1, 1, 1)} be equipped with the standard scalar product, i.e. L E 4. Find an orthogonal basis for the orthogonal complement L of L, where L = {u E 4 : u v = 0 for all v L}. i,j=1 8. The linear operator F projects each vector in E 3 orthogonally on M = {(x 1, x, x 3 ) E 3 : x 1 + x + x 3 = 0}. Find the matrix of F relative to the standard basis. 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 MMA19 Linjär algebra Datum: 015-08-1 Skrivtid: 5 timmar Hjälpmedel: Skrivdon Denna tentamen består av åtta om varannat slumpmässigt ordnade uppgifter som vardera kan ge maximalt 5 poäng. Den maximalt möjliga poängsumman är således 40. För betygen 3, 4 och 5 krävs minst 18, 6 respektive 34 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. 1. Bestäm i standardbaserna för R 4 och R avbildningsmatrisen för en linjär avbildning F : R 4 R vars värderum och nollrum är lika med de linjära höljena [(, 1), (3, )] respektive [(3, 1,, 1), (1,, 1, 1)].. Låt (x, y, z) beteckna en punkts koordinater i ett ON-system. Visa att ekvationen + (x + y) = 4(x + y)z beskriver en cylindrisk yta och bestäm den specifika typen. Bestäm även (uttryckt i den givna basen) koordinaterna för en vektor som är parallell med en cylinderaxel till ytan. 3. Antag att p k, k = 0, 1,, är de reellvärda polynomfunktioner som har polynomen 1, x respektive x. För vilka reella tal a är dimensionen av det linjära höljet P av de tre polynomfunktionerna p 0 3p 1 + p, p 0 + ap 1 och 4p 1 ap mindre än 3? Avgör även för dessa a om polynomfunktionen p 0 + 4p 1 + ap tillhör P eller ej. 4. Låt e 1, e, e 3 vara en bas för det linjära rummet L, och introducera vektorerna ẽ 1, ẽ, ẽ 3 enligt ẽ 1 + 3ẽ ẽ 3 = 7e 1 + 9e + 4e 3, ẽ 1 = 3e 1 e e 3, ẽ ẽ 3 = e 1 + 5e + e 3. Visa att ẽ 1, ẽ, ẽ 3 också är en bas för L, och bestäm koordinaterna för vektorn ẽ 1 4ẽ + 3ẽ 3 basen e 1, e, e 3. 5. Den linjära operatorn F : R 3 R 3 har i standardbasen matrisen 0 0 1 β β 1 1 1 där β R. Bestäm de β för vilka operatorn är diagonaliserbar, och ange en bas av egenvektorer till F för var och en av dessa β. 6. I det linjära rummet R 3 är skalärprodukten, enligt 3 (x 1, x, x 3 ), (y 1, y, y 3 ) = a ij x i y j införd. Bestäm koefficienterna a ij i uttrycket för, utifrån vetskapen om att vektorerna (1, 0, 1), (1, 1, 1), (0, 1, 1) utgör en ON-bas. 7. Låt L vara det linjära höljet [(, 1, 1, 1), (1, 1, 1, 1)] utrustat med standardskalärprodukten, dvs L E 4. Bestäm en ON-bas för det ortogonala komplementet L till L, där L = {u E 4 : u v = 0 för alla v L}. i,j=1 8. Den linjära operatorn F projicerar varje vektor i E 3 ortogonalt på M = {(x 1, x, x 3 ) E 3 : x 1 + x + x 3 = 0}. Bestäm avbildningsmatrisen för F i standardbasen. 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 015-08-1 1. F could e.g. have the matrix 3 5 13 1 8 11. Part 1: A proof Part : Hyperbolic cylinder Part 3: The coordinates of a vector parallel with a cylindrical axis of the surface is e.g. ( 1, 1,0) EXAMINATION IN MATHEMATICS MMA19 Linear algebra EVALUATION PRINCIPLES with POINT RANGES Academic year: 014/15 Maximum points for subparts of the problems in the final examination p: Correctly (with an explanation) found that two of the columns of the matrix should consist of the coordinates of two linearly independent linear combinations of the vectors which span the image 1p: Correctly interpreted the kernel as spanned by those column vectors which are mapped on the zero vector, i.e. T that the matrix relations A ( 3 1 1) = 0 and T A ( 1 1 1) = 0 are valid p: Correctly determined the third and the forth columns of the matrix 1p: Correctly proven that + ( x + y) = 4( x + y) z describes a cylindrical surface p: Correctly determined the type of cylindrical surface p: Correctly found the coordinates of a vector parallel with a cylindrical axis of the surface 3., if ( a = 8) ( a = ) dim( P ) = 3, if a 8, p + p + ap P if a 0 4 1 1p: Correctly initiated an analysis of the relation between the four functions in P, and correctly found the reduced echelon form of the augmented coordinate matrix of the functions in the span for P together with the fourth function p: Correctly from the reduced echelon form identified a 4 basis for the subspace M of R p: Correctly from the reduced echelon form identified the value of a for which M contains the fourth function 4. The vectors e 1, e, e3 constitute a basis since the matrices A and B in the relation e A = eb are invertible and make up a change-of-basis matrix 1 S = BA. koord e,, ( e1 4e + 3e3 ) = (1, 9, 3) 1 e e3 3p: Correctly found that e 1, e, e3 is a basis, where 1p is given for having correctly realized that not only the matrix A but also the matrix B in the relation e A = eb must be invertible, and (1+1)p is given for proofs of A and B being invertible 1p: Correctly found that the coordinates of the vector e 1 4 e + 3e3 in the basis e 1, e, e3 are given by the coordinate matrix S X, where X is equal to the T coordinate matrix ( 1 4 3) 1p: Correctly evaluated the expressions for the coordinates of the vector e 4 e + 3 e3 in the basis e 1, e, e3 1 1 ()

5. The linear operator is diagonalizable iff β 0, A basis of eigenvectors is e.g. ( 1, 1,0), ( 1,1,), ( 1,( β 1), β ) 6. The coefficients a ij are equal to the matrix elements of the matrix 3 3 6 4 4 3 1p: Correctly for β = 0 found that the linear operator is not diagonalizable 1p: Correctly for β = found that the linear operator is not diagonalizable 1p: Correctly for β 0, found that the linear operator is diagonalizable p: Correctly for β 0, found a basis of eigenvectors -------------------------------- One scenario ------------------------------------------ 1p: Correctly noted that the matrix of the scalar product relative to the given ON-basis ( 1,0, 1), ( 1,1,1), ( 0,1,1) is equal to the identity matrix, and that the matrix relative to the standard basis has the matrix elements a ij p: Correctly noted that the matrix relative to the standard T 1 basis is equal to the matrix ( SS ), where S is the change-of-basis matrix from the standard basis to the ONbasis T 1 p: Correctly found the matrix ( SS ) ----------------------------- Another scenario --------------------------------------- p: Correctly stated the orthogonality and norm conditions for the ON-basis ( 1,0, 1), ( 1,1,1), ( 0,1,1), i.e. 1 = (1,0, 1) (1,0, 1) = a 11 a13 + a33, 0 = (1,0, 1) (1,1,1) = a11 + a1 a3 a33 etc, where a ji = aij since an inner product for vector spaces over real numbers is symmetric in its arguments 3p: Correctly solved the system of equations, where the number of unknowns are 9 3 = 6 since the scalar product is symmetric (implying that a = a ) ji ij 7. E.g. (, 1,3,0), ( 6,3,5,14) 1p: Correctly noted that the orthogonal complement of L may be stated as 4 { x E x + x x + x = 0, x x x + x = 0 } : 1 3 4 1 3 4 p: Correctly found a two-dimensional basis for p: Correctly orthogonalized the basis for L L 8. 1 1 3 1 1 1 1 1 1p: Correctly from the condition for M identified two linearly independent vectors which span M and one vector which spans the orthogonal complement M of M 1p: Correctly noted that F maps vectors in M on themselves, i.e. F ( u) = u for each u M 1p: Correctly noted that F maps vectors in M on the zero vector, i.e. F ( v) = 0 for each v M 1 1p: Correctly on the form CB, and in the standard basis, found the matrix A of the linear transformation F 1p: Correctly found the explicit expression for the matrix A ()