SF1624 Algebra och geometri

Relevanta dokument
SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri

MVE022 Urval av bevis (på svenska)

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

Vektorrum. EX. Plan och linjer i rummet genom origo. Allmänt; mängden av lösningar till AX = 0.

1 som går genom punkten (1, 3) och är parallell med vektorn.

Andragradspolynom Några vektorrum P 2

Linjär Algebra, Föreläsning 8

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.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna

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

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

November 17, 2015 (1) en enda lsg. Obs det A = 1 0. (2) k-parameter lsg. Obs det A = 0. k-kolonner efter sista ledande ettan

SF1624 Algebra och geometri

Föreläsningsanteckningar Linjär Algebra II Lärarlyftet

ANTECKNINGAR - LINJÄR ALGEBRA II

Linjär algebra I, vt 12 Vecko PM läsvecka 4

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

November 24, Egenvärde och egenvektor. (en likformig expansion med faktor 2) (en rotation 30 grader moturs)

KTH, Matematik. Övningar till Kapitel , 6.6 och Matrisframställningen A γ av en rotation R γ : R 2 R 2 med vinkeln γ är

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

A = v 2 B = = (λ 1) 2 16 = λ 2 2λ 15 = (λ 5)(λ+3). E 5 = Span C =

x 1 x 2 T (X) = T ( x 3 x 4 x 5

SF1624 Algebra och geometri Tentamen med lösningsförslag onsdag, 11 januari 2017

TMV166/186 Linjär Algebra M/TD 2011/2012 Läsvecka 1. Omfattning. Innehåll Lay, kapitel , Linjära ekvationer i linjär algebra

(1, 3, 2, 5), (0, 2, 0, 8), (2, 0, 1, 0) och (2, 2, 1, 8)

SF1624 Algebra och geometri

DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 17 april 2010 kl

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

1 Linjära ekvationssystem. 2 Vektorer

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

Linjär Algebra M/TD Läsvecka 1

Lösningar till några övningar inför lappskrivning nummer 3 på kursen Linjär algebra för D, vt 15.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

REPETITION. [F ] = a. a m1... a mn Sådan att [F (v)] = [F ][v].

x + y + z + 2w = 0 (a) Finn alla lösningar till ekvationssystemet y + z+ 2w = 0 (2p)

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

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI Delkurs

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Studiehandledning till linjär algebra Avsnitt 3

TMV142/186 Linjär algebra Z/TD

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

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

Linjär algebra på några minuter

1. (a) (1p) Undersök om de tre vektorerna nedan är linjärt oberoende i vektorrummet

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

Stora bilden av Linjära algebran. Vektorrum, linjära transformationer, matriser (sammanfattning av begrepp)

Vektorgeometri för gymnasister

Lösning av tentamensskrivning på kursen Linjär algebra, SF1604, för CDATE, CTFYS och vissa CL, tisdagen den 20 maj 2014 kl

3 1 = t 2 2 = ( 1) ( 2) 1 2 = A(t) = t 1 10 t

1 Ortogonalitet. 1.1 Skalär produkt. Man kan tala om vinkel mellan vektorer.

Crash Course Algebra och geometri. Ambjörn Karlsson c januari 2016

Föreläsningsanteckningar Linjär Algebra II Lärarlyftet

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

Tentamen TMV140 Linjär algebra Z

Uppgifter, 2014 Tillämpad linjär algebra

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Uppgifter, 2015 Tillämpad linjär algebra

Linjär algebra och geometri I

6.1 Skalärprodukt, norm och ortogonalitet. TMV141 Linjär algebra E VT 2011 Vecka 6. Lärmål 6.1. Skalärprodukt. Viktiga begrepp

SF1624 Algebra och geometri

Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra, SF1604, den 15 mars 2012 kl

10.4. Linjära höljet LINJÄRA RUM

Linjär Algebra, Föreläsning 9

LINJÄR ALGEBRA II LEKTION 3

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

VEKTORRUMMET R n. 1. Introduktion

Vektorerna är parallella med planet omm de är vinkelräta mot planets normal, dvs mot

16.7. Nollrum, värderum och dimensionssatsen

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 8

8(x 1) 7(y 1) + 2(z + 1) = 0

A = (3 p) (b) Bestäm alla lösningar till Ax = [ 5 3 ] T.. (3 p)

16.7. Nollrum, värderum och dimensionssatsen

Preliminärt lösningsförslag

Oändligtdimensionella vektorrum

Frågorna 1 till 6 ska svaras med ett kryss för varje korrekt påstående. Varje uppgift ger 1 poäng.

A = x

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Onsdagen 29 oktober, 2014

. (2p) 2x + 2y + z = 4 y + 2z = 2 4x + 3y = 6

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Linjär Algebra, Föreläsning 2

Vectorer, spannet av vektorer, lösningsmängd av ett ekvationssystem.

LÖSNINGAR TILL LINJÄR ALGEBRA kl 8 13 LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK. 1. Volymen med tecken ges av determinanten.

Kontsys F7 Skalärprodukt och normer

0 Allmänt. Följande delar behöver man kunna utöver avsnitten som beskrivs senare i dokumentet.

Dagens ämnen. Linjära ekvationssystem: Successiv elimination Vektorer Definitionen Grundläggande räkneoperationer Bas och koordinater Ortsvektorer

DEL I 15 poäng totalt inklusive bonus poäng.

TMV166 Linjär algebra för M, vt 2016

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.

Facit/lösningsförslag

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen Fredagen den 23 oktober, 2009 DEL A

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

SF1624 Algebra och geometri Bedömningskriterier till tentamen Fredagen den 22 oktober, 2010

Vektorgeometri för gymnasister

Linjär algebra och geometri 1

Linjär algebra och geometri I

Algebraiska egenskaper hos R n i)u + v = v + U

Transkript:

Föreläsning 10 Institutionen för matematik KTH 21 november 2016

Dagens och veckans ämnen Idag: Allmänna vektorrum, baser, koordinater, kap 4.1-4.4: Vektorrum och delrum, igen Bas, igen Koordinater med avseende på en bas På onsdag: Basbyte påverkar matrisen för en linjär avbildning. På fredag: Halvvägs! Sammanfattning av kursen hittills (Tips till den som tycker det är abstrakt: tänk på R n )

Låt oss fokusera lite Detta måste man lära sig denna vecka: Koordinater i olka baser Basbytesmatris Matrisen för en linjär avbildning i olika baser

Exempel i R 2 Exempel: 1. Är B = {[ ] [ ]} 1 2, en bas för R 2 1 2? 2. Vad blir koordinaterna {[ ] i basen [ ]} B för den vektor som [ i ] 1 0 5 standardbasen E =, har koordinaterna? 0 1 2 3. Vad är koordinaterna i basen B för vektorn [ ] 1? 2 4. Vilken matris ska jag multiplicera med för att byta koordinater från basen B till E?

Uppgifter Uppgifter: 1. Är C = {[ ] [ ]} 1 1, en bas för R 1 1 2? 2. Vad blir koordinaterna i basen C för den vektor som i standardbasen E = { [ ] } 4 e 1, e 2 har koordinaterna? 2 3. Vad är koordinaterna i basen C för vektorn [ ] 1? 1 4. Vilken matris ska man multiplicera med för att byta koordinater från basen C till E? 5. Vilken matris ska man multiplicera med för att byta koordinater från basen E till C

Exempel i R n 1 2 1. Är S = 2, 1 en bas för R3? Om inte, kan man 3 1 utvidga S till en bas B? 2. Finn en bas B för R 3 bestående av två vektorer som parallella med planet x 1 + 2x 2 + 2x 3 = 0 och en vektor som är ortogonal mot samma plan. 1 2 1 3. Finn en bas B för S = Span 2 0, 1 1, 4 2,. Utvidga 0 2 4 B till en bas C för R 4. Hur byter man koordinater från basen C till standardbasen? Hur byter man åt andra hållet? Vad blir koordinaterna i basen C för den vektor som i standardbasen har koordinater [ 1 2 3 4 ] T?

Vektorrummen R n Följande regler gäller för alla x, y, z R n och s, t R 1. x + y R n 2. x + y = y + x 3. ( x + y) + z = x + ( y + z) 4. x + 0 = x 5. x + ( x) = 0 6. t x R n 7. s(t x) = (st) x 8. (s + t) x = s x + t x 9. t( x + y) = t x + t y 10. 1 x = x

Vektorrumsaxiomen Ett vektorrum över R är en mängd V med en addition + och en multiplikation med tal s.a. för alla x, y, z V och s, t R: 1. x + y V 2. x + y = y + x 3. (x + y) + z = x + (y + z) 4. Det finns ett objekt 0 sådant att x + 0 = x för alla x 5. För alla x finns ett objekt x sådant att x + ( x) = 0 6. tx V 7. s(tx) = (st)x 8. (s + t)x = s x + tx 9. t(x + y) = tx + ty 10. 1x = x

Vektorrum Exempel på vektorrum över R: Mängden av kontinuerliga funktioner på (a, b) Mängden av polynom Mängden av polynom av grad högst 2 Mängden av 2 2-matriser Mängden av 3 4-matriser Och många många fler!

Delrum Definition. En icke-tom delmängd S av V sägs vara ett delrum till V om för alla vektorer x, y S och skalärer t R gäller 1. x + y S 2. tx S Specialfall. {0} är ett delrum, kallat det triviala delrummet. V är ett delrum till V.

Exempel Fråga 1: Är mängden av alla lösningar till differentialekvaitonen y (t) + 3y (t) + 2y(t) = 0 ett delrum till vektorrummet av kontinuerliga funktioner på R? Fråga 2: Är mängden av alla kontinuerliga funktioner f sådana att f (x) 1 ett delrum till vektorrummet av kontinuerliga funktioner på R?

Span En given mängd {v 1, v 2,..., v k } av vektorer i V spänner upp ett delrum S till V genom S = {t 1 v 1 + t 2 v 2 + + t k v k : t 1,..., t k R} Dvs S är alla tänkbara linjärkombinationer av v 1, v 2,..., v k. Vi skriver S = Span{v 1, v 2,..., v k }. Ett svenskt ord för span är linjärt hölje.

Linjärt beroende/oberoende En given mängd {v 1, v 2,..., v k } av vektorer i V sägs vara linjärt oberoende om ingen av dem kan skrivas som en linjärkombination av de övriga. Ett annat sätt att säga samma sak: Definition. En mängd {v 1, v 2,..., v k } av vektorer i V sägs vara linjärt oberoende om ekvationen t 1 v 1 + t 2 v 2 + + t k v k = 0 bara har den triviala lösningen t 1 = t 2 = = t k = 0. Finns det någon icke-trivial lösning till ekvationen sägs mängden vektorer istället vara linjärt beroende.

Bas Definition. Om en mängd B = {v 1, v 2,..., v k } av vektorer i V spänner upp V och dessutom är linjärt oberoende så sägs {v 1, v 2,..., v k } vara en bas för V.

Bas och dimension Sats. Om B = {v 1, v 2,..., v k } är en bas för V så kan varje vektor v V på ett unikt sätt skrivas som en linjärkombination av v 1, v 2,..., v k. Definition. Koefficienterna i linjärkombinationen ovan kallas koordinaterna för v i basen B. Definition. Med dimensionen av V menar man antalet vektorer i en bas. Om det inte räcker med änligt många vektorer sägs V vara oändligtdimensionellt. Men om V har en bas med ett ändligt antal n element måste alla baser ha samma antal element.

Exempel Exempel: 1. Bestäm en bas för lösningsrummet till y (t) + 2y (t) + y(t) = 0 och ange lösningsrummets dimension. 2. Är y 1 (t) = e t och y 2 (t) = 2e t linjärt oberoende?

Observation Sats. Om V är ett vektorrum av ändlig dimension n, så utgör varje mängd av n linjärt oberoende vektorer en bas. Bevis. Följer av att alla baser har lika många element och att varje linjärt oberoende mängd vektorer kan utvidgas till en bas.

Exempel i andra vektorrum än R n 1. Är B = {[ ] [ ]} 1 1 2 1, en bas för M(2, 2)? 2 0 1 2 [ ] {[ ] [ ]} 1 1 1 0 0 1 2. Avgör om y = ligger i Span, 2 0 2 0 1 2 3. Är B = { 1, x, x 2} en bas för P 2? Ange i så fall koordinaterna för polynomet p(x) = 2 x 2 i den basen. 4. Är C = { 1, 1 + x, 1 + x + x 2} en bas för P 2? Ange i så fall koordinaterna för polynomet p(x) = 2 x 2 i den basen. Hur byter jag koordinater från C till B? 5. Bestäm dimensionen av P 2. 6. Låt p(x) = 1 + x, q(x) = 2 + x 2 och r(x) = 1 + x + x 2. Avgör om {p, q, r} är linjärt oberoende.