SF1624 Algebra och geometri

Relevanta dokument
Linjär Algebra, Föreläsning 9

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

SF1624 Algebra och geometri

Crash Course Algebra och geometri. Ambjörn Karlsson c januari 2016

Exempelsamling :: Gram-Schmidt

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

SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri

Uppgifter, 2015 Tillämpad linjär algebra

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

A = x

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Ortogonal dekomposition. Minstakvadratmetoden.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

Vi definierar addition av två vektorer och multiplikation med en reell skalär (tal) λλ enligt nedan

Uppgifter, 2014 Tillämpad linjär algebra

SF1624 Algebra och geometri

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

Lösningar till MVE021 Linjär algebra för I

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

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.

Linjär algebra F1, Q1, W1. Kurslitteratur

GRAM-SCHMIDTS METOD ... Med hjälp av Gram-Schmidts metod kan vi omvandla n st. linjäroberoende vektorer. samma rum dvs som satisfierar

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

SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri

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

SF1624 Algebra och geometri

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

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.

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

1. Bestäm volymen för den parallellepiped som ges av de tre vektorerna x 1 = (2, 3, 5), x 2 = (3, 1, 1) och x 3 = (1, 3, 0).

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

Studiehandledning till linjär algebra Avsnitt 4

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

17. Övningar ÖVNINGAR Låt F och G vara avbildningar på rummet, som i basen e = {e 1,e 2,e 3 } ges av. x 1 x 2 2x 2 + 3x 3 2x 1 x 3

TMV142/186 Linjär algebra Z/TD

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

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

För ingenjörs- och distansstudenter Linjär Algebra ma014a ATM-Matematik Mikael Forsberg

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

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

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

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

Linjär Algebra, Föreläsning 2

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

MVE022 Urval av bevis (på svenska)

Inför tentamen i Linjär algebra TNA002.

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

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

LINJÄR ALGEBRA II LEKTION 6

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

Del 1: Godkäntdelen. TMV142 Linjär algebra Z

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

LINJÄRA AVBILDNINGAR

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

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

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

1. Bestäm volymen för den parallellepiped som ges av de tre vektorerna x 1 = (2, 3, 5), x 2 = (3, 1, 1) och x 3 = (1, 3, 0).

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

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 9 juni 2016

1. (a) Bestäm alla värden på c som gör att matrisen A(c) saknar invers: c 1

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

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

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

TMV166 Linjär algebra för M, vt 2016

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

8. Euklidiska rum 94 8 EUKLIDISKA RUM

6. Matriser Definition av matriser 62 6 MATRISER. En matris är ett rektangulärt schema av tal: a 11 a 12 a 13 a 1n a 21 a 22 a 23 a 2n A =

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till modelltentamen DEL A

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

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

Kursplanering för Linjär algebra, HT 2003

Detta cosinusvärde för vinklar i [0, π] motsvarar α = π 4.

2x + y + 3z = 1 x 2y z = 2 x + y + 2z = 1

1 De fyra fundamentala underrummen till en matris

Del 1: Godkäntdelen. TMV141 Linjär algebra E

Stöd inför omtentamen i Linjär algebra TNA002.

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

3x + y z = 0 4x + y 2z = 0 2x + y = Lös det överbestämda systemet nedan på bästa sätt i minsta kvadratmening. x = 1 x + y = 1 x + 2y = 2

September 13, Vektorer En riktad sträcka P Q, där P Q, är en pil med foten i P och med spetsen i Q. Denna har. (i) en riktning, och

Veckoblad 3, Linjär algebra IT, VT2010

Norm och QR-faktorisering

Vektorgeometri för gymnasister

Exempel :: Spegling i godtycklig linje.

Vektorgeometri för gymnasister

SF1624 Algebra och geometri

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till modelltentamen DEL A

Kursprogram kursen ETE325 Linjär Algebra, 8 hp, vt 2015.

Kursprogram kursen ETE325 Linjär Algebra, 8 hp, vt 2016.

Föreläsningsplanering och lektionsplanering 764G01

Transkript:

Föreläsning 16 Institutionen för matematik KTH 5 december 2017

Modul 6 Veckans arbete 1. Idag: Ortonormalt, kap 7.1-7.2 a. Ortogonala och ortonormala baser b. Gram-Schmidts metod c. Ortogonala matriser 2. Imorgon: Minstakvadratmetoden, kap 7.3 3. På torsdag: Ortogonal diagonalisering, kap 8.1-8.2 a. Diagonalisering av symmetriska matriser b. Diagonalisering av kvadratiska former

Ortonormalt Inledande exempel om ortonormala baser Om { e 1, e 2, e 3 } är standardbasen för R 3 och x = x 2 är x 3 någon vektor, beräkna x e 1, x e 2, x e 3. x 1

Ortogonala vektorer Definition ortogonal: En mängd vektorer, { v 1, v 2,..., v k } är ortogonal om alla skalärprodukter v i v j = 0 när i j. Definition ortonormal: En mängd vektorer, { v 1, v 2,..., v k } är ortonormal om den är ortogonal och alla v i har längd 1. Observation: Varje ortogonal mängd nollskilda vektorer är linjärt oberoende.

Exempel/ övning Exempel: 0 1 0 1. Avgör om mängden B = 6, 0, 5 är ortogonal. 5 0 6 2. Kan man skala om vektorerna i B så att man får en mängd B som är ortonormal?

Koordinater i en ON-bas Sats om koordinater i en ortonormal bas (ON-bas): Om B = { v 1, v 2,..., v n } är en ortonormal bas (ON-bas) för R n och x är en vektor i R n så kan x skrivas: x = ( x v 1 ) v 1 + ( x v 2 ) v 2 + + ( x v n ) v n dvs den i:te koordinaten för x är x v i.

Exempel/ övning Exempel/övning: 0 1. Kontrollera att mängden B = 1/ 1 0 2 1/, 0, 1/ 2 2 0 1/ 2 är en ON-bas för R 3 2 2. Bestäm koordinaterna för vektorn 2 i basen B. 1

Ortogonala matriser Definition av ortogonala matriser: En n n -matris P sådan att P T P = I sägs vara en ortogonal matris. Med andra ord: För en ortogonal matris P gäller att P T = P 1.

Ortogonala matriser Sats om ortogonala matriser: Följande villkor är ekvivalenta för en n n n -matris P: 1. P är ortogonal, dvs P T P = I 2. P:s kolonner utgör en ortonormal mängd vektorer 3. P:s rader utgör en ortonormal mängd vektorer

Exempel/Övning Exempel/Övning: Bestäm inversen till matrisen 1 0 0 A = 0 cos θ sin θ 0 sin θ cos θ

Ortogonalt komplement Definition av ortogonalt komplement Låt S vara ett delrum av R n. Vi säger att en vektor v är ortogonal mot S om v s = 0, för alla s S Mängden av alla vektorer som är ortogonala mot S kallas för ortogonala komplementet till S och skrivs S. Detta S är ett delrum till R n. Observation: Om B = { v 1, v 2,..., v k } är en bas för S så är S = { x R n : x v j = 0 för 1 j k}

Exempel/Övning Exempel/Övning 1 1 Vi är i R 4. Låt S =Span 0 0, 0 1. Bestäm S 1 0

En sats Sats Låt S vara ett k-dimensionellt delrum av R n. Då gäller att 1. S S = { 0} 2. dim S = n k 3. Om { v 1, v 2,..., v k } är en ortonormal bas för S och { v k+1,..., v n } är en ortonormal bas för S så är { v 1, v 2,..., v k, v k+1,..., v n } en ortonormal bas för R n.

Projektion på delrum Definition av projektion på delrum Låt S vara ett k-dimensionellt delrum av R n och låt B = { v 1, v 2,..., v k } vara en ortonormal bas för S. Projektionen av en vektor x i R n på S definieras genom proj S x = ( x v 1 ) v 1 + ( x v 2 ) v 2 + + ( x v k ) v k Vi har också den mot S perpendkulära delen: perp S x = x proj S x (OBS att projektion på delrum görs via en ortonormal bas!!!)

Projektion på delrum Approximationssatsen Låt S vara ett delrum av R n. För alla x i R n så är proj S x den unika vektor i S som minimerar avståndet till x.

Gram-Schmidts metod Gram-Schmidts metod är en metod att utifrån en bas, vilken som helst, skapa en ortogonal bas (som sedan förstås också kan skalas till en ortonormal bas) Givet alltså en bas B = { w 1, w 2,..., w k } för S. Steg 1. Sätt v 1 = w 1 Steg 2. Sätt v 2 = w 2 w 2 v 1 v 1 2 v 1 Steg 3. Sätt v 3 = w 3 w 3 v 1 v 1 2 v 1 w 3 v 2 v 2 2 v 2 Och så vidare! Efter k steg har vi en ortogonal bas { v 1, v 2,..., v k } för S som kan skalas om till en ortonormal bas.

Gram-Schmidts metod Exempel/Övning 1 4 7 Finn en ortonormal bas för S = Span 2, 5, 8 3 6 9