2x+y z 5 = 0. e x e y e z = 4 e y +4 e z +8 e x + e z = (8,4,5) n 3 = n 1 n 2 =

Relevanta dokument
Där a = (1, 2,0), b = (1, 1,2) och c = (0,3, 1) Problem 10. Vilket är det enda värdet hos x för vilket det finns a och b så att

Moment 4.11 Viktiga exempel 4.32, 4.33 Övningsuppgifter Ö4.18-Ö4.22, Ö4.30-Ö4.34. Planet Ett plan i rummet är bestämt då

x+2y 3z = 7 x+ay+11z = 17 2x y+z = 2

2+t = 4+s t = 2+s 2 t = s

KOKBOKEN 1. Håkan Strömberg KTH STH

Moment 4.3.1, Viktiga exempel 4.44, 4.46, 4.48 Handräkning 4.53, 4.59, 4.60, 4.61, 4.62, 4.63, 4.64, 4.65 Datorräkning 1-15 i detta dokument

Vektorgeometri för gymnasister

Räta linjer i 3D-rummet: Låt L vara den räta linjen genom som är parallell med

Övningstentammen 1. 3x 2 3x+a = 0 ax 2 2ax+5 = 0

Vektorgeometri för gymnasister

TENTAMEN. Matematik 1 Kurskod HF1903 Skrivtid 13:15-17:15 Onsdagen 25 september 2013 Tentamen består av 3 sidor

Övningstenta 8. ax+2y+z = 2a 2x (a+2)y = 4 2(a+1)x 13y 2z = 16. Problem 3. Lös matrisekvationen AX BX = C. då A = 0 1

KOKBOKEN. Håkan Strömberg KTH STH

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter

Moment Viktiga exempel 4.37, 4.38, 4.39 Övningsuppgifter 4.52, P 0 P = t v OP och OP 0 är ortsvektorer för punkterna P och P 0, så

P Q = ( 2, 1, 1), P R = (0, 1, 0) och QR = (2, 2, 1). arean = 1 2 P Q P R

===================================================

x = som är resultatet av en omskrivning av ett ekvationssystemet som ursprungligen kunde ha varit 2x y+z = 3 2z y = 4 11x 3y = 5 Vi får y z

Att beräkna:: Avstånd

1 Vektorer i koordinatsystem

SF1624 Algebra och geometri

TENTAMEN. Linjär algebra och analys Kurskod HF1006. Skrivtid 8:15-13:00. Tisdagen 31 maj Tentamen består av 3 sidor

October 9, Innehållsregister

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

x+2y+3z = 14 x 3y+z = 2 3x+2y 4z = 5

Komplexa tal med Mathematica

Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter I Ö5.1b, Ö5.2b, Ö5.3b, Ö5.6, Ö5.7, Ö5.11a

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

= ( 1) ( 1) = 4 0.

Eftersom ON-koordinatsystem förutsätts så ges vektorernas volymprodukt av:

Vektorer för naturvetare. Kjell Elfström

Lösningsförslag till skrivningen i Vektorgeometri (MAA702) Måndagen den 13 juni 2005

Lösningsförslag till skrivningen i Vektorgeometri (MAA702) måndagen den 30 maj 2005

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Svar till tentan. Del A. Prov i matematik Linj. alg. o geom

Veckoblad 1, Linjär algebra IT, VT2010

Tentamen 1 i Matematik 1, HF1903, för BD10 onsdag 22 september 2010, kl

Moment 5.5 Övningsuppgifter I 5.60a. 5.60b, 5.60.c, 61

Determinant Vi förekommer bokens avsnitt, som handlar om determinanter eftersom de kommer att användas i detta avsnitt. a 11 a 12 a 21 a 22

Vektorgeometri. En vektor v kan representeras genom pilar från en fotpunkt A till en spets B.

z = 4 + 3t P R = (5 + 2t, 4 + 2t, 4 + 3t) (1, 1, 3) = (4 + 2t, 3 + 2t, 1 + 3t)

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 1

Betygsgränser: För. Skriv endast på en. Denna. Uppgift. 1. (2p) 2. (2p) Uppgift. Uppgift 1) 4. Var god. vänd.

Moment Viktiga exempel 4.17, 4.18, 4.19, 7.20, 4.22, 4.23 Handräkning 4.17, 4.18, 4.19, 4.21, 4.24, 4.54 Datorräkning.

Linjen P Q tangerar cirkeln i P och enligt en sats i geometrin är OP vinkelrät. tan u = OP. tan(180 v) = RS. cos v = sin v = tan v, tan v = RS.

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

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

kan vi uttrycka med a, b och c. Avsnitt 2, Vektorer SA + AB = SB AB = SB SA = b a, Vi ritar först en figur av hur pyramiden måste se ut.

Vektorer. Vektoriella storheter skiljer sig på ett fundamentalt sätt från skalära genom att de förutom storlek också har riktning.

Facit/lösningsförslag

Vektorgeometri. En inledning Hasse Carlsson

Anmärkning: Härledning av ovanstående formel finns i slutet av stencilen.

Tentamen 1 i Matematik 1, HF okt 2018, Skrivtid: 14:00-18:00 Examinator: Armin Halilovic

1. Vi skriver upp ekvationssystemet i matrisform och gausseliminerar tills vi når trappstegsform,

Betygsgränser: För betyg. Vem som har. Hjälpmedel: av papperet. Uppgift. 1. (4p) 0. (2p) 3 (2p) Uppgift. 2. (4p) B-2C om. vektor A (1p) b) Bestäm k så

Vektorgeometri för gymnasister

Explorativ övning Vektorer

Vektorgeometri för gymnasister

Vektorgeometri och funktionslära

Proof. Se uppgifterna. Definition 1.6. Två vektorer u och v är vinkelräta (ortogonala) om < u, v >= 0.

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

Matematik CD för TB. x + 2y 6 = 0. Figur 1:

Övningstentamen i MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp

Tillämpad Matematik II Övning 1

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A. t 2

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

TENTAMEN. Linjär algebra och analys Kurskod HF1006. Skrivtid 8:15-13:00. Onsdagen 17 november Tentamen består av 3 sidor

ax + y + 2z = 3 ay = b 3 (b 3) z = 0 har (a) entydig lösning, (b) oändligt många lösningar och (c) ingen lösning.

Version 1.0 :: 20 januari 16:52. INTRODUKTION TILL VEKTORER :: (iv) ivmikael Forsberg

Datum: 24 okt Betygsgränser: För. finns på. Skriv endast på en. omslaget) Denna. Uppgift. Uppgift Beräkna. Uppgift Låt z. Var god. vänd.

Vektorgeometri för gymnasister

Vektorer. Kapitel 1. Vektorbegreppet. 1.1 Låt u=(4,0, 1,3) och v=(2,1,4, 2). Beräkna vektorn 2u 3v.

MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp,

Veckoblad 4, Linjär algebra IT, VT2010

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

MAA123 Grundläggande vektoralgebra

MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp,

Studiehandledning till. MAA123 Grundläggande vektoralgebra

Tentamen 1 i Matematik 1, HF1903 Torsdag 22 augusti Skrivtid: 14:00-18:00 Examinator: Armin Halilovic

MATEMATIK GU. LLMA60 MATEMATIK FÖR LÄRARE, GYMNASIET Analys, ht Block 5, översikt

Moment 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, Viktiga exempel 4.1, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.13, 4.14 Övningsuppgifter 4.1 a-h, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.

DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604 för D, den 5 juni 2010 kl

DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 15 mars 2010 kl

DEL I 15 poäng totalt inklusive bonus poäng.

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

TNA001- Matematisk grundkurs Tentamen Lösningsskiss

Lösningar till tentamen i Matematik II, 5B1116, 5B1136 för Bio. E,I,K,ME, Media och OPEN, tisdagen den 13 april 2004.

MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp,

Modul 1: Komplexa tal och Polynomekvationer

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

Tentamen i Linjär algebra, HF1904 Datum: 17 dec 2018 Skrivtid: 14:00-18:00 Lärare: Marina Arakelyan, Elias Said Examinator: Armin Halilovic

1. Gradient och riktningsderivata till funktioner av två variabler (2.7) 2. Gradient och riktningsderivata till funktioner av tre variabler (2.

ax + y + 4z = a x + y + (a 1)z = 1. 2x + 2y + az = 2 Ange dessutom samtliga lösningar då det finns oändligt många.

Föreläsningsanteckningar i linjär algebra

Linjer och plan Låt ABCD vara en fyrhörning i planet. Om A väljs till origo och

Linjär algebra på några minuter

Moment 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, Viktiga exempel 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.13 Handräkning 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.7 Datorräkning 1-9 i detta dokument

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Moment 6.1, 6.2 Viktiga exempel Övningsuppgifter T6.1-T6.6

Transkript:

Problem 1. Nedan presenteras ekvationen för en rät linje och ett plan i rummet. Du ska avgöra om linjen är vinkelrät mot planet. x = 2 4t y = 3 2t z = 1+2t 2x+y z 5 = 0 Lösning: Linjen har riktningsvektorn r = ( 4, 2, 2) och planet har normalvektorn n = (2,1, 1) eftersom 2(2,1, 1) = ( 4, 2,2) är r parallell med n och därför går linjen vinkelrätt mot planet. Problem 2. Sök ekvationen till det plan, som går genom punkten p 1 = (1,2,3) och som är parallellt med xy-planet. Lösning: xy-planet har skrivet på vektorform (x,y,z) = (s,t,0). n = (0,0,1) är en normalvektor till xy-planet. Vi får (x,y,z) (0,0,1) +d = 0 som ger z+d = 0. Eftersom n 1,2,3+d = 0 får vi d = 3 och planets ekvation z 3 = 0 Problem 3. Vi söker här ekvationen för det plan som går genom origo och som är parallellt med 7x+4y 2z+3 = 0. Lösning: Ett plan som är parallellt med 7x + 4y 2z + 3 = 0 har normalvektorn n = (7,4, 2) (x,y,z) (7,4, 2) +d = 0 ger 7x+4y 2z+d = 0 eftersom punkten (0,0,0) ligger på planet får vi 7 0 + 4 0 2 0 + d = 0, vilket ger d = 0 och planets ekvation 7x+4y 2z = 0 Problem 4. Det två planen 2x + y 4z = 0 och x + 2y + 1 = 0 är vinkelräta mot varandra: Sök nu ett tredje plan som är vinkelrätt mot båda dessa och som dessutom går genom punkten p = (5, 2, 3) Lösning: Det första planet har n 1 = (2,1, 4) och det andra n 2 = ( 1,2,0). Nu ska vi hitta n 3 som är vinkelrät mot både n 1 och n 2. Det får vi genom att bestämma n 1 n 2 n 3 = n 1 n 2 = 2 1 4 1 2 0 = 4 e y +4 e z +8 e x + e z = (8,4,5) Genom (x,y,z) (8,4,5) + d = 0 får vi 8x + 4y + 5z + d = 0 eftersom punkten (5,2,3) ligger i planet får vi 8 5+4 2+5 3+d = 0 som ger d = 63 och hela ekvationen är bestämd 8x+4y+5z 63 = 0 Problem 5. Sök ekvationen till ett plan som innehåller linjen l 1 och som är parallell med linjen l 2 x = 1+2t x = 1+4t l 1 = y = 2+3t l 2 = y = 3 2t z = 5+6t z = 5 Håkan Strömberg 1 KTH Syd

Lösning: Vektorerna v = (2,3,6) och u = (4, 2,0) är linjernas riktningsvektorer och samtidigt parallella med planet. Genom v u får vi planets normalvektor. n = v u = 2 3 6 4 2 0 = 24 e y 4 e z +12 e x 12 e z = (12,24, 16) Genom (x,y,z) (12,24, 16) + d = 0 får vi 12x + 24y 16z + d = 0. Punkten (1,2,5) ligger på planet vilket ger 12 1 + 24 2 16 5 + d = 0, d = 20. Planets ekvation 12x+24y 16z+20 = 0 eller 3x+6y 4z+5 = 0 Problem 6. Sök ekvationen till en linje som går genom punkten p = (1,1,1) och som är parallell med planen 2x+y z = 0 och x 2y+3z 4 = 0. Lösning: Först räknar vi fram planens skärningslinje. Vi sätter z = t och löser ut x och y ur { 2x+y t = 0 Vi får x 2y+3t 4 = 0 x = 4 5 t 5 y = 8 5 + 7t 5 z = t Linjens riktningsvektor r = ( 1 5, 7 5,1). Genom att multiplicera den först erhållna med 5 får vi ett trevligare utseende och vi kan skriva den sökta linjens ekvation x = 1 t y = 1+7t z = 1+5t Problem 7. På linjen l 1 ligger punkten P 1 (5, 2, 1). Bestäm en annan punkt som ligger 10 längdenheter från P 1 men fortfarande på linjen. x = 1+t l 1 = y = 2 t z = 1 Lösning: Ekvationen vi har att lösa (5 (1+t)) 2 +( 2 (2 t)) 2 +( 1 ( 1)) 2 = 10 (4+t) 2 +(t 4) 2 = 10 (4+t) 2 +(t 4) 2 = 100 t 1 = 4 5 2 t 2 = 4+5 2 Dessa t insatta i linjens ekvation ger oss de två sökta punkterna P 2 (5 5 2, 2+5 2, 1) och P 3 (5+5 2, 2 5 2, 1) Problem 8. Bestäm avståndet mellan punkten P(1,0, 2) och linjen l 1 x = 1 t l 1 = y = t z = 0 Håkan Strömberg 2 KTH Syd

Lösning: Linjen har riktningsvektorn r = ( 1,1,0). Linjen på vektorform l 1 = (1 t,t,0). v = ( t, t, 2) är alla vektorer mellan punkten P och linjen. Vi söker nu den vektor av alla v som är vinkelrät mot r. Vi får ( t,t,2) ( 1,1,0) = 0 t+t+0 = 0 t = 0 Det betyder att det är mellan punkten P 2 (1,0,0) och P(1,0, 2) som avståndet ska beräknas. Genom huvudräkning får vi d = 2. Problem 9. Bestäm avståndet mellan de två linjerna l 1 och l 2 x = 1 t x = 2 l 1 = y = 3 l 2 = y = 1+t z = 3+t z = 2t Lösning: Den första linjen har riktningsvektorn r 1 = ( 1,0,1) och för den andra r 2 = (0,1,2). De två linjerna på vektorform l1 = (1 t,3,3 + t) och l2 = (2,s 1,2s). v = ( t 1,4 s,3 2s t) är vektorer som har startar från en punkt på l1 och slutar vid en punkt på l2. Vi är nu på jakt efter den vektor av alla v vars riktning är vinkelrät mot både r 1 och r 2. Vi får följande ekvationssystem övergår i { ( t 1,4 s,3 2s t) ( 1,0,1) = 0 ( t 1,4 s,3 2s t) (0,1,2) = 0 { 4 2s+t = 0 10 5s+2t = 0 Med lösningen s = 2 och t = 0. De två punkterna vi söker är på första linjen P 1 = (1,3,3) och på andra linjen P 2 = (2, 1,4). Avståndet mellan dessa punkter är lika med avståndet mellan linjerna: d = (2 1) 2 +(1 3) 2 +(4 3) 2 = 6 Problem 10. Bestäm vinkeln mellan linjerna l 1 och l 2 x = 3+t x = 4+2t l 1 = y = 2+t l 2 = y = 1+t z = 6+t z = t Lösning: Vinkeln mellan linjerna är lika med vinkeln mellan riktningsvektorerna. De två linjerna har riktningsvektorerna r 1 = (1,1,1) respektive r 2 = (2,1,1) Vi får cosθ = (1,1,1) (2,1,1) 3 6 = 4 18 θ = arccos 4 = arccos 2 2 19.47 18 3 Problem 11. Bestäm vinkeln mellan de två planen pl 1 och pl 2 x = 1+s+2t x = 2+s+2t pl 1 = y = 2 t pl 2 = y = t z = 3+s z = 1+2t Håkan Strömberg 3 KTH Syd

Lösning: Vi har två vägar att gå. Antingen bestämmer vi de två planens ekvationer på normalform, från vilka vi enkelt kan bestämma normalvektorerna. Varefter vi bestämmer vinkeln mellan dessa vektorer. Ett annat sätt är att bestämma normalvektorn genom de två riktningsvektorerna i varje plan och därefter vinkeln mellan dessa vektorer. Vi väljer den senare planen, som antagligen innebär mindre räknande. För det första planet gäller riktningsvektorerna v = (1,0,1) och u = (2, 1,0). n 1 = v u = 1 0 1 2 1 0 = 2 e y e z + e x = (1,2, 1) Samma sak för det andra planet ger v = (1,0,0) och u = (2,1,2) n 2 = v u = 1 0 0 2 1 2 = e z 2 e y = (0, 2,1) Vinkeln mellan n 1 och n 2 bestäms av Svar: θ = π arccos 5 30 24.1 cosθ = n 1 n 2 n 1 n 2 = 5 6 5 = 5 30 Problem 12. Bestäm avståndet mellan punkten P(3, 0, 1) och planet x + 2y + 2z + 4 = 0 Lösning: Vi ska lösa problemet på inte mindre än tre olika sätt (!). Lösning I: Då planets normalvektor n = (1,2,2) tillsammans med punkten P ger oss följande linje som går genom P och vinkelrätt mot planet x = 3+t l = y = 0+2t z = 1+2t Vi kan nu bestämma skärningspunkten mellan planet och linjen genom (3+t)+2 2t+2(1+2t)+4 = 0 3+t+2t+2+4t+4 = 0 9t+9 = 0 t = 1 ger skärningspunkten P 2 (2, 2, 1). Avståndet PP 2 till sist d = (3 2) 2 +(0 ( 2)) 2 +(1 ( 1)) 2 = 3 Lösning II: Vi startar med att bestämma planets ekvation på parameterform och börjar med att sätta y = s och z = t. Vi får så en ekvation där vi löser ut x. x+2s+2t+4 = 0 x = 4 2s 2t Håkan Strömberg 4 KTH Syd

Planets ekvation kan nu skrivas x = 4 2s 2t y = s z = t med de två riktningsvektorerna r 1 = ( 2,1,0) och r 2 = ( 2,0,1). Vi kan nu framställa alla vektorer som har sin start i planet och slut i punkten P. v = (3,0,1) ( 4 2s 2t,s,t) = (7+2s+2t, s,1 t). Vi söker nu den vektor av dessa som är vinkelrät med både r 1 och r 2. Vi får ekvationssystemet: { (7+2s+2t, s,1 t) ( 2,1,0) = 0 (7+2s+2t, s,1 t) ( 2,0,1) = 0 ger s = 2 och t = 1 som ger den vektor vi söker v = (1,2,2) och dess längd d = 1 2 +2 2 +2 2 = 3 Lösning III: Så den lösning som ligger allra närmast till för en ingenjör med formelsamling: d = Ax 0 +Bx 0 +Cx 0 +D A 2 +B 2 +C 2 = 1 3+2 0+2 1+4 1 2 +2 2 +2 2 = 3 Håkan Strömberg 5 KTH Syd