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

Relevanta dokument
SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

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.

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

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

1 Linjära ekvationssystem. 2 Vektorer

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 9 juni 2016

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna

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

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

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförsag till modelltentamen

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

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Torsdag, 17 mars 2016

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag med bedömningskriterier till kontrollskrivning 2 Måndagen den 24 september, 2012

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

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Onsdagen 29 oktober, 2014

SF1624 Algebra och geometri

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

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen Lördagen den 5 juni, 2010 DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen Tisdagen den 15 december, 2009 DEL A

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

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

TMV142/186 Linjär algebra Z/TD

Preliminärt lösningsförslag

LÖSNINGAR LINJÄR ALGEBRA LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA MATEMATIK

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till modelltentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till modelltentamen DEL A

Uppgifter, 2015 Tillämpad linjär algebra

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

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

A = x

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1624 Algebra och geometri Tentamen Onsdag, 13 januari 2016

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

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

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

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

SF1624 Algebra och geometri

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

DEL I 15 poäng totalt inklusive bonus poäng.

Facit/lösningsförslag

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

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

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

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

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

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

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

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.

SF1624 Algebra och geometri

Linjära avbildningar. Låt R n vara mängden av alla vektorer med n komponenter, d.v.s. x 1 x 2. x = R n = x n

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

Preliminärt lösningsförslag

Uppgifter, 2014 Tillämpad linjär algebra

MVE022 Urval av bevis (på svenska)

SF1624 Algebra och geometri Bedömningskriterier till tentamen Tisdagen den 15 december, 2009

Linjär algebra på några minuter

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag med bedömningskriterier till kontrollskrivning 2 Fredagen den 28 januari, 2011

SF1624 Algebra och geometri

LYCKA TILL! kl 8 13

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

Crash Course Algebra och geometri. Ambjörn Karlsson c januari 2016

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

Linjär algebra på 2 45 minuter

Modul 1: Komplexa tal och Polynomekvationer

Lösningsforslag till tentamen i SF1624 den 22/ e x e y e z = 5e x 10e z = 5(1, 0, 2). 1 1 a a + 2 2a 4

Uppgift 1. (4p) (Student som är godkänd på KS1 hoppar över uppgift 1.) Vi betraktar triangeln ABC där A=(1,0,3), B=(2,1,4 ), C=(3, 2,4).

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).

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

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

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

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

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

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

LINJÄR ALGEBRA II LEKTION 8+9

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

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

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

Lite Linjär Algebra 2017

SF1624 Algebra och geometri

Vektorgeometri för gymnasister

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

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

SF1624 Algebra och geometri

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

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

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

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

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

Transkript:

SF64 Algebra och geometri Tentamen med lösningsförslag onsdag, januari 7. (a) För vilka värden på k har ekvationssystemet (med avseende på x, y och z) kx + ky + z 3 x + ky + z 4x + 3y + 3z 8 en entydig lösning, ingen lösning, oändligt många lösningar? (4 p) (b) Lös ekvationssystemet för k. ( p) k k 3 k R (R R ) k k Om k då får vi ur första raden att vilket är motsägelse. Om k så ger R att x /(k ). Vi kan alltså dela R med k och få R k (R R ) R 3 (R 3 4R ) k 6 k 3 3 8 Om k så ser man att R 3 3R, och eftersom vi får 4 3 3 R 3 (R 3 3R ) 4 Emellertid är detta skärningen mellan två plan som ger en linje som lösning. Dvs oändlig många lösningar. Vi får alltså att x, y + z 4 som ger (x, y, z) (, y, 4 y). Väljer vi y t som parameter får vi (x, y, z) (,, 4) + t(,, ). Om k, så kan reducera matrisen ovan k k 6 3 3 8 R (R k 3 R 3) k 3 3 8 vilket, efter att ha delat rad med (k ) samt reducerat rad 3, ger en enda lösning. Svar: a) Om k, har vi en enda lösning. För k har vi inga lösningar. För k har vi oändligt många lösningar. Svar: b) Då k har vi en linje som lösning (x, y, z) (,, 4) + t(,, ).. P är det plan i R 3 som innehåller punkten (,, ) och linjen t, t i R. (a) Bestäm en normalvektor och en ekvation till P.

(b) Bestäm ortogonalprojektionen av punkten (, 4, ) på linjen som går genom origo och punkten (,, ). (a) Eftersom planet innehåller linjen t och linjen går genom origo (för t ), så in- nehåller planet även origo. Det betyder att vektorerna och är parallella till pla- net. Kryssprodukten av dessa vektorer blir en normalvektor till planet: n. Ekvationen för planet blir då x x 3 ; här har vi använt oss av att planet innehåller origo. (b) Sätt v 4 och n. vilket efter kalkyl ger Proj n v ( v n) n n, v n n och därmed Proj n v n. 3. Låt T vara övergångsmatrisen från basen V till basen W av ett delrum U av R 3 4. (a) Bestäm övergångsmatrisen från bas W till bas V. (b) Låt f : U U vara en linjär avbildning som uppfyller [f] W. Bestäm [f] V. (Med [f] B menas matrisen för avbildningen f med avseende på basen B.) (a) Övergångsmatrisen från basen W till basen V ges av inversen till T T 3 (b) Vi har [f] V T [f] W T 3 3 6 9 4. 3 7 8

4. En linjär avbildning L: R 3 R 3 definieras av formeln L( x) e 3 x för alla vektorer x. Här är e 3 och med menas kryssprodukten. (a) Bestäm standardmatris till L: R 3 R 3. ( p) (b) L transformerar planet x 3 till sig själv. Beskriv geometrisk hur vektorer i detta plan transformeras. ( p) (c) Bestäm alla egenvärden och tillhörande egenvektorer till L. (a) Kryssprodukten beräknas och vi får L(x) e 3 x x x Standardmatrisen ges då av hur L verkar på standardbasen i rummet L( e ) L( e ) L( e 3 ) och därmed är dess matris (b) Avbildningen skickar alla vektorer till planet x 3, eftersom tredje komponenten i Lx är lika med noll. Vektorer i planet x 3 ges av (x, x, ) som avbildas på ( x, x, ) dvs (x, x ) avbildas på ( x, x ) som tydligen är en rotation och vi kan skriva x x [ ] x x [ cos π/ sin π/ sin π/ cos π/ ] x x (c) som är en rotation med 9, dvs π/. λ det λ λ(λ + ) ger λ, λ så L har bara ett egenvärde λ. Det betyder att motsvarande egenvektorer ges av de nollskilda vektorerna i ker(l). Matrisen till L har rang, som ger att ker(l) har dimension. Vi kan konstatera att egenvektorer till L ges av α e 3 där α är en nollskild skalär. 5. Låt Q vara den kvadratiska form på R n som är definierad genom Q(x,..., x n ) x x n + x x n + + x n x n+. (a) Bestäm den symmetriska matrisen som tillhör Q. ( p) (b) Avgör karaktären av Q: positivt/negativt (semi)definit eller indefinit? (4 p)

(a) Symmetriska matrisen ges av: A..... dvs A (a ij ), där a ij / för (i, j) (n, ), (n, ), (n, 3),, (, n ), (, n) (b) Man kan enkelt konstatera att och att 4x i x j [(x i + x j ) (x i x j ) ] 4Q(x) [(x + x n ) (x x n ) ] +... + [(x n + x n+ ) (x n x n+ ) ] Dvs efter en rotation med ansatsen y x +x n,... y n x n +x n+, samt y n+ x x n,... y n x n x n+, har vi att kvadratiska formen är indefinit, då den skrivs som n n 4Q(y) yi yi. i in+ 6. Låt A vara en n n-matris. Col(A) betecknar kolonnrummet av A. Visa: (a) Om Col(A k ) Col(A k+ ) för något heltal k, så gäller Col(A k ) Col(A k+l ) för alla heltal l. (b) Om A j för något heltal j så är A n. (a) Beteckna W Col(A k ) och W Col(A k+ ). Enligt antagande gäller W W. Enligt definitionen för bildrummet, W Col(A k+ ) {A k+ x, x R n } {A(A k x), x R n } {A y, y W }. Eftersom W W har vi () {A y, y W } W. Nu bestämmer vi Col(A k+ ): Col(A k+ ) {A(A k+ x); x R n } {A y; y W } W W {A y; y W } () W. Alltså Col(A k+ ) W Col(A k ). På samma sätt Col(A k+3 ) {A(A k+ x); x R n } {A y; y Col(A k+ )} {A y; y W } () W. Om vi forsätter med samma resonemang får vi att Col(A k+l ) W Col(A k ), V.S.B (b) Om A j för något heltal j då är A j+k A k A j för varje k,,,... Låt m vara minst av alla tal l sådana att A l. Då är A m medan A m. Därför finns det en vektor v sådan att A m v. Vi ska visa att följande vektorer v, A v, A v,..., A m v är linjärt oberoende. Låt () c v + c A v + c m A m v

Vi multiplicerar ovanstående relation från vänster med A m. Eftersom A l för l m får vi c A m v. Detta och A m v medför c. Ekvationen () förenklas till c A v + c n A m v. Multiplikationen med A m ger c. Fortsättning med samma resonemang ger c,..., c m, som betyder att v, A v, A v,..., A m v är m stycken linjärt oberoende vektorer i ett n-dimensionellt vektorrum. Därför m n. Slutligen A n A m A n m A n m V.S.B.