Hjälpmedel: inga Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Peter Hegarty (a) Låt (3p)

Relevanta dokument
Del 1: Godkäntdelen. TMV142 Linjär algebra Z

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Linnea Hietala MVE480 Linjär algebra S

Tentamen TMV140 Linjär algebra Z

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

Del 1: Godkäntdelen. TMV141 Linjär algebra E

Chalmers tekniska högskola Datum: Våren MVE021 Linjär algebra I

Del 1: Godkäntdelen. TMV142 Linjär algebra Z

TMV142/186 Linjär algebra Z/TD

MVE520 Linjär algebra LMA515 Matematik, del C

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

Preliminärt lösningsförslag

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Christoffer Standar LMA033a Matematik BI

Hjälpmedel: utdelad ordlista, ej räknedosa Chalmers tekniska högskola Datum: kl

Lösningar till MVE021 Linjär algebra för I

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

TMV036 Analys och Linjär Algebra K Kf Bt, del C

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Jonny Lindström LMA222a Matematik DAI1 och EI1

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Carl Lundholm MVE475 Inledande Matematisk Analys

TMV166 Linjär algebra för M, vt 2016

Lösningar kommer att läggas ut på kurshemsidan första arbetsdagen efter tentamenstillfället. Resultat meddelas via epost från LADOK.

Preliminärt lösningsförslag

TMV166 Linjär Algebra för M. Tentamen

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Jonny Lindström MVE475 Inledande Matematisk Analys

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Christoffer Standard LMA515 Matematik KI, del B.

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

Preliminärt lösningsförslag

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.

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

Skriv väl, motivera och förklara vad du gör. Betygsgränser: p. ger betyget 3, p. ger betyget 4 och 40 p. eller mer ger betyget

TMV036/MVE350 Analys och Linjär Algebra K Kf Bt KI, del C

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

1. (Dugga 1.1) (a) Bestäm v (3v 2u) om v = . (1p) and u =

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

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

Preliminärt lösningsförslag

2x + y + 3z = 4 x + y = 1 x 2y z = 3

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

(d) Mängden av alla x som uppfyller x = s u + t v + (1, 0, 0), där s, t R. (e) Mängden av alla x som uppfyller x = s u där s är ickenegativ, s 0.

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.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen TMA044 Flervariabelanalys E2

x 2y + z = 1 (1) 2x + y 2z = 3 (2) x + 3y z = 4 (3)

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

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

Inför tentamen i Linjär algebra TNA002.

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

SF1624 Algebra och geometri

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

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

3. Lös det överbestämda systemet nedan på bästa sätt i minsta kvadratmening. x + y = 1 x + 2y = 3 x + 3y = 4 x + 4y = 6

MVE022 Urval av bevis (på svenska)

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Onsdag, 13 januari 2016

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

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

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

Linjär algebra/matematik. TM-Matematik Mikael Forsberg ma014a, ma031a

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

TMV036 Analys och linjär algebra K Kf Bt, del C

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

A = x

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

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

Veckoblad 4, Linjär algebra IT, VT2010

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

För studenter på distans och campus Linjär algebra ma014a ATM-Matematik Mikael Forsberg

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

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

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

x (t) = 2 1 u = Beräkna riktnings derivatan av f i punkten a i riktningen u, dvs.

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

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

LÖSNINGAR TILL LINJÄR ALGEBRA kl LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK

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

denna del en poäng. 1. (Dugga 1.1) (a) Beräkna u (v 2u) om v = u och u har längd 3. Motivera ert svar.

Institutionen för Matematik TENTAMEN I LINJÄR ALGEBRA OCH NUMERISK ANALYS F1, TMA DAG: Fredag 16 januari 2009 TID:

Uppgifter, 2014 Tillämpad linjär algebra

Uppgifter, 2015 Tillämpad linjär algebra

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

TMA 671 Linjär Algebra och Numerisk Analys. x x2 2 1.

Lösningsförslag till tentamen TMA043 Flervariabelanalys E2

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

DEL I 15 poäng totalt inklusive bonus poäng.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförsag till modelltentamen

Stöd inför omtentamen i Linjär algebra TNA002.

Linjär algebra HT 2016, kurskoder 5MA160 och 6MA036

Kursplanering för Linjär algebra, HT 2003

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

Transkript:

MATEMATIK Hjälpmedel: inga Chalmers tekniska högskola Datum: 5 kl 4 8 Tentamen Telefonvakt: Peter Hegarty 766-7787 TMV4/86: Linjär algebra Z/TD Tentan rättas och bedöms anonymt Skriv tentamenskoden tydligt på placeringlista och samtliga inlämnade papper Fyll i omslaget ordentligt För godkänt på tentan krävs 5 poäng på tentamens första del (godkäntdelen Bonuspoäng från duggor 5 räknas med, men maximal poäng på denna del är För betyg 4 eller 5 krävs dessutom resp 4 poäng sammanlagt på tentamens två delar För att få slutbetyg på kursen skall också Matlabmomentet vara godkänt Lösningar läggs ut på kursens webbsida Resultat meddelas via Ladok senast tre veckor efter tentamenstillfället Granskning alla vardagar utom onsdag -, MV:s exp Del : Godkäntdelen Denna uppgift finns på separat blad på vilket lösningar och svar skall skrivas Detta blad inlämnas (5p tillsammans med övriga lösningar (a Definiera vad som menas med nollrummet hos en m n matris A (p (b Bestäm rang(a, samt baser för Row(A, Col(A och Nul(A, där A 4 4 4 5 (4p (a Definiera begreppet egenvektor till en n n matris A (p 8 5 (b Låt A Bestäm matriser P och D sådan att D är en diagonalmatris och (p 7 A PDP (c Lös begynnelsevärdesproblemet x (t 8x (t + 5x (t, x (t x (t + 7x (t, x (, x ( (p 4 (a Låt (p 4 A 8 Bestäm en ortogonalbas för Col(A (b Bestäm den linje y kx + m som i minstakvadratmetodens mening är bäst anpassad till punkterna (p (,, (,, (,, (4, 4 Var god vänd!

Del : Överbetygsdelen Poäng på dessa uppgifter kan inte räknas in för att nå godkäntgränsen Normalt krävs för poäng på uppgift att man redovisat en fullständig lösningsgång, som i princip lett, eller åtminstone skulle kunnat leda, till målet 5 (a Antag att 5% av dem som dricker Coke byter till Pepsi varje år medan att 7% av dem som (p dricker Pepsi byter till Coke (i Skriv upp en stokastisk matris för denna Markovkedja (ii Om exakt 5% dricker Coke nu, vilken andel av befolkningen dricker Coke om ett år? (iii I det stabila tillståndet, vilken andel av befolkningen dricker Coke? (b Låt U vara det underrum i P som består av alla polynom p(t at + bt + c som uppfyller p( p( Bestäm en bas för U (p 6 Låt T : R R vara den linjära avbildning som ges av spegling i planet x y + z Bestäm (5p matrisen M för T i standardbas, samt en ortogonaldiagonalisering av M 7 (a Låt A vara en symmetrisk n n matris, och låt v, v vara två egenvektorer som hör till olika (5p egenvärden Bevisa att v och v är ortogonala (b Låt A vara en n n matris som uppfyller A A + I n Bevisa att A är inverterbar (p Lycka till! Peter H

Anonym kod sidnummer Poäng TMV4/86: Linjär algebra Z/TD 5 Till nedanstående uppgifter skall korta lösningar redovisas, samt svar anges, på anvisad plats (endast lösningar och svar på detta blad, och på anvisad plats, beaktas (a För vilket/vilka a R är följande tre vektorer linjärt beroende? (p v T, v T, v a T Lösning: Svar: (b Låt A 7 4 (4p Bestäm det(a, det(a, det(a och A Lösning: (c Låt Svar: B 5 4 7, C 5, D (p Lös ekvationen BXC T XC T + D för matrisen X Lösning: Svar:

(d Låt T : R R vara den linjära avbildning som uppfyller ( ( T, ( ( T Bestäm matrisen för T (i standardbas samt T Lösning: ( 4 5 (p Svar: (e Låt B {b,b } och C {c,c } vara de baser för R som består resp av 5 8 6 7 b, b, c 5, c 5 6 (p Bestäm basbytematrisen C P B Låt v b b Bestäm koordinatvektorn v C Lösning:

Lösningar TMV4/86, Linjär Algebra Z/TD, 5 (a Vi ställer upp vektorerna i en matris v v v a Matrisens determinant kan beräknas tex via en kofaktor utveckling längs första raden och blir a 6 Kolumnerna är linjärt beroende om och endast om determinanten är noll, dvs omm a (b Vi utför radoperationer på den utökade matrisen A I Om vi först utför operationerna så förvandlas A till trappstegsformen R R R, R R R, R R + R, U Redan nu kan vi notera att det(u och eftersom ingen av radoperationerna ovan förändrar determinanten (alla är skevningar så är också det(a Följdaktligen är det(a (det(a + och, eftersom A är en matris, det(a det(a 8 Vi kan sedan fortsätta reduktionen med operationerna R R + R, R R R, R R, som resulterar i I A och (c Skriv om ekvationen så här: A 5 BXC T XC T + D BXC T XC T D (B I XC T D X (B I D(C T Sedan är det bara att räkna 4 X 7 5 4 5 7

(d Kalla T:s matris för A T De två givna ekvationerna kan slås ihop till en matrisekvation A T A T 5/ / Slutligen har vi T ( 4 5 ( 5/ / ( 4 5 ( 4 5 (e C P B c c b b 6 7 5 6 5 8 5 9 7 Det är givet att v B T Således är v C P 9 C B v B 7

(a För en m n matris A gäller att (b Då vi utför radoperationerna Nul(A {x R n : Ax } R R R, R R R, R R, R R 4R så erhålls trappstegsformen De nollskilda raderna utgör en bas för Row(A: Bas för Row(A { T, T } Pivoterna ligger i :a och :e kolumner och dessa kolumner i A utgör en bas för dess kolonnrum: Bas för Col(A { T, 4 T } Låt nu x x x x x 4 T tillhöra Nul(A Variablerna x och x 4 är fria och bakåtsubstitution leder till x x 4, x x x 4 Så som medför att x x x x 4 x + x 4, Bas för Nul(A { T, T } Slutligen, rang(a är den gemensamma dimensionen av Row(A och Col(A, dvs rang(a (a En vektor x R n sägs vara en egenvektor till A om x och det finns ett λ R sådan att Ax λx (b Den karakteristiska ekvationen lyder ( 8 λ(7 λ ( (5 λ + λ 6 (λ (λ + λ, λ 5 4 λ : A I, så vi tar v 5 4 5 5 λ : A + I, så vi tar v Det innebär att A PDP med P 4 (c Lösningen lyder, D x(t c e λt v + c e λt v, där c c P x( 4 5 Insättning leder till följande svar: x (t e t + 5e t, x (t 4e t + 5e t

4 (a Kalla kolumnera för v, v, v Vi byter ut dem mot tre ortogonala vektorer w, w, w via Gram-Schmidt proceduren Först tar vi w v Näst tar vi Slutligen tar vi ( v w w v w w w ( ( v w v w w v w w w w w w ( 4 8 ( 9 (b Vi söker minstakvadratlösningen till systemet Ax b där A m, x, b k 4 4 ( 7 Man beräknar A T A 4, A T 8 b 7, så vi löser normalekvationen 4 8 7 / 7/5 Svar: y 7 5 x

5 (a Låt c t, vara andelen av befolkningen som dricker Coke efter t år och motsvarande för p t ct Givet är att c p / Sätt x t Då har vi att x t+ Ax t med den stokastiska matrisen A p t 95 7 5 9 Vi har c p c A p 95 7 5 9 / / 5 49, (b som innebär att 5% dricker Coke om ett år För att ta reda på det stabila tillståndet sätter vi λ och hittar en egenvektor: 95 7 5 7 5 7, 5 9 5 7 så v 7 5 T Normalisering ger sannolikhetsvektorn v 7/ 5/ T, som innebär att 7/ av befolkningen dricker Coke i det stabila tillståndet p( p( c a + b + c a b + c I parametrisk vektorform, a b c b + c, så en bas för U består av polynomen som svarar mot vektorerna T och T, nämligen t + t och t +

6 Matrisen i standardbas ges som vanligt av M T E T(e T(e T(e Vi har också speglingsformeln T(x x ( x n n n n Här är n T Man kan räkna i tur och ordning att T(e /7 /7 6/7 T, T(e /7 6/7 /7 T, T(e 6/7 /7 /7 T Således är M T E 7 6 6 6 För att ortogonaldiagonalisera denna matris sätter vi v n och tar fram en ortogonalbas {v, v } för planet För v tar vi en valfri vektor sådan att v v, tex v T Sedan kan vi ta v v v 6 T Slutligen normaliserar vi: u v v 4 u v v 6 5 u v v 4 Således har vi ortogonaldiagonaliseringen M PDP T där / / 5 / 4 D, P u u u / / 5 / 4 5/ 5 / 4 7 (a Theorem 7 i boken (b som säger just att A I n A 5,, A A + I n A A I n A(A I n I n,