UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Pre-exam in mathematics Linear algebra 2012-02-07 1. Compute the following matrix: (2 p 3 1 2 3 2 2 7 ( 4 3 5 2 2. Compute the determinant of the following matrix: (2 p 1 0 1 0 1 1 0 0 3 2 3 1 2 0 0 1 T 3. Solve the following equation: ( 1 3 X 2 5 = ( 8 2 3 4 In other words, find a 2 2 matrix X such that this equation is true. (2 p 4. Solve the following linear system: (2 p 5. Let u = (4, 3, 1 and a = (2, 3 1. x 1 + 2x 2 x 3 = 3 2x 1 3x 2 + 2x 3 = 1 x 1 + 2x 2 = 2 Compute the orthogonal projection of u on a, i.e., compute w 1 = proj a (u. (2 p 6. Let u = (2, 3, 1, v = (4, 2 1, and w = (1, 0 6 be vectors with the same initial point. Do these vectors lie in the same plane? Explain your answer. (2 p 7. Let u = (1, 4, 2, v = (2, 0, 2 be vectors. (a Find a vector w R 3 which is orthogonal to u and v. (1 p (b Find a vector with norm 1 which is orthogonal to v. (1 p 8. Let u = ( 1, 3, 1, v = (1, 4, 3 and w = (5, 1, 2. Compute the volume of the parallelepiped determined by these three vectors. (2 p Information regarding this pre-exam: A Swedish version of the pre-exam is available on the opposite site of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. The number of bonus points for the exam is the number of points reached in this pre-exam divided by 4. Only non-symbolic calculators are allowed. Good luck! 1
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Dugga i matematik Linjär algebra 2012-02-07 1. Beräkna följande matris: (2 p 3 1 2 3 2 2 7 ( 4 3 5 2 2. Beräkna determinanten till följande matris: (2 p 1 0 1 0 1 1 0 0 3 2 3 1 2 0 0 1 T 3. Lös följande ekvation: ( 1 3 X 2 5 = ( 8 2 3 4 Med andra ord, hitta en 2 2-matris X sådan att likheten är sann. (2 p 4. Lös följande linjära system: (2 p 5. Låt u = (4, 3, 1 och a = (2, 3, 1. x 1 + 2x 2 x 3 = 3 2x 1 3x 2 + 2x 3 = 1 x 1 + 2x 2 = 2 Beräkna den ortogonala projektionen av u på a, dvs. beräkna w 1 = proj a (u. (2 p 6. Låt u = (2, 3, 1, v = (4, 2, 1, och w = (1, 0, 6 vara vektorer med samma utgångspunkt. Ligger dessa vektorer i samma plan? Motivera ditt svar. (2 p 7. Låt u = (1, 4, 2, v = (2, 0, 2 vara vektorer. (a Hitta en vektor w R 3 som är ortogonal mot u och v. (1 p (b Hitta en vektor med norm 1 som är ortogonal mot v. (1 p 8. Låt u = ( 1, 3, 1, v = (1, 4, 3 och w = (5, 1, 2. Beräkna volymen av den parallellepiped som bestäms av dessa tre vektorer. (2 p Information rörande denna dugga: En engelsk version av duggan är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Antalet bonuspoäng till tentamen är antalet poäng på denna dugga dividerat med 4. Endast icke-symboliska miniräknare är tillåtna. Lycka till! 2
UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Pre-exam in mathematics Linear algebra 2013-02-04 1. Compute: (4 p 4 2 0 2 1 3 3 5 1 0 0 2 0 1 0 3 0 0 1 3 2 2 4 0 1. 2. Determine a R so that the following matrix is not invertible: 4 1 2 1 1 0 3 1 1 2 0 2 2 5 a 1 (4 p 3. Compute two solutions of the following ( equation: ( 2 1 6 3 X = 6 3 10 5 In other words, find two 2 2 matrices X such that this equation is true. (4 p 4. Write ( 3 1 2 4 as a product of elementary matrices. (2 p 5. Solve the following linear system: (4 p 6. Let u = (2, 4, 1, 1 and a = (5, 1, 1, 3. x 1 + 3x 3 + 5x 4 + 6x 5 = 3 2x 1 + 2x 2 6x 3 14x 4 8x 5 = 2 x 1 + 2x 2 + 3x 3 + 3x 4 + 10x 5 = 7 Express u as sum of two vectors w 1 and w 2, where w 1 is a scalar multiple of a and w 2 is orthogonal to a. (4 p 7. Let A = (1, 2, 1, B = (0, 1, 3, C = (2, 0, 1, D = (0, 0, 1, E = (2, 3, 1. Consider the plane P containing the points A, B, C, and the line L containing the points D, E. (a Write the line in vector equation form. (1 p (b Write the plane in vector equation form. (1 p (c Compute the intersection of L and P. (2 p 8. (a Show that the planes with point-normal equations 4x 2y 3z = 6 and 6x + 3y + 9 2z = 2 are parallel. (2 p (b Compute the distance between the two planes. (2 p Information regarding this pre-exam: A Swedish version of the pre-exam is available on the opposite side of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. The number of bonus points for the exam is the number of points reached in this pre-exam divided by 8. Calculators are allowed. Good luck!
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Dugga i matematik Linjär algebra 2013-02-04 1. Beräkna: (4 p 4 2 0 2 1 3 3 5 1 0 0 2 0 1 0 3 0 0 1 3 2 2 4 0 1. 2. Bestäm a R så att följande matris inte är inverterbar: (4 p 4 1 2 1 1 0 3 1 1 2 0 2 2 5 a 1 3. Beräkna två lösningar till följande ekvation: ( ( 2 1 6 3 X = 6 3 10 5 Med andra ord, hitta två 2 2-matriser X sådana att likheten är sann. (4 p 4. Skriv ( 3 1 2 4 som en produkt av elementära matriser. (4 p 5. Lös följande linjära system: (4 p 6. Låt u = (2, 4, 1, 1 och a = (5, 1, 1, 3. x 1 + 3x 3 + 5x 4 + 6x 5 = 3 2x 1 + 2x 2 6x 3 14x 4 8x 5 = 2 x 1 + 2x 2 + 3x 3 + 3x 4 + 10x 5 = 7 Skriv u som en summa av två vektorer w 1 och w 2, där w 1 är en multipel av a, och w 2 är ortogonal mot a. (4 p 7. Låt A = (1, 2, 1, B = (0, 1, 3, C = (2, 0, 1, D = (0, 0, 1, E = (2, 3, 1. Låt P vara det plan som innehåller punkterna A, B och C, och låt L vara det linje som innehåller punkterna D och E. (a Skriv linjen på vektorekvationsform. (1 p (b Skriv planet på vektorekvationsform. (1 p (c Bestäm skärningen mellan linjen L och planet P. (2 p 8. (a Visa att de två planen med punkt-normalekvationerna 4x 2y 3z = 6 och 6x + 3y + 9 2z = 2 är parallella. (2 p (b Beräkna avståndet mellan planen. (2 p Information rörande denna dugga: En engelsk version av duggan är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Antalet bonuspoäng till tentamen är antalet poäng på denna dugga dividerat med 8. Miniräknare är tillåtna. Lycka till!
UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Pre-exam in mathematics Linear algebra 2013-05-02 1. Let A = ( 2 1 6 3 ( 2 0, B = 0 3 ( 1 4 0, C = 2 3 2 Compute each of the following terms, if it is defined. If is not defined, explain shortly why. (a A 1. (1 p (b B 3. (1 p (c C A T. (1 p (d C T B. (1 p 2. Compute the determinant of the matrix 3. Write ( 2 4 3 5 4 1 2 1 2 3 2 0 1 5 2 1 4 1 1 1. (4 p as a product of elementary matrices. (4 p 4. For which a R has the following linear system zero, one or infinitely many solutions? (4 p x 1 + x 2 + ax 3 = 2 3x 1 + 4x 2 2x 3 = a 2x 1 + 3x 2 x 3 = 1 (4 p 5. Compute the inverse of the matrix 3 5 2 1 3 1 3 6 2 6. Let A = (1, 0, 3, B = (2, 0, 3, C = (2, 1, 3, D = (2, 3, 2, E = (2, 4, 3, F = (4, 3, 3. Consider the plane P 1 containing the points A, B, C, and the plane P 2 containing the points D, E, F. (a Write the plane P 1 in vector equation form. (1 p (b Write the plane P 2 in vector equation form. (1 p (c Compute the intersection of P 1 and P 2. (2 p 7. Determine a R so that u = (3, 2, a and v = (3, 1, 2 are orthogonal. (2 p 8. Let u = (0, 4, 2, v = (2, 1, 1. Determine a unit vector which is orthogonal to u and v. (2 p 9. Compute the distance of the point A = (2, 3 to the line y = 2x 3. (2 p 10. Compute the area of the triangle spanned by the vectors u = (1, 2, 3 and v = ( 2, 1, 1. (2 p Information regarding this pre-exam: A Swedish version of the pre-exam is available on the opposite side of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. The number of bonus points for the exam is the number of points reached in this pre-exam divided by 8. Calculators are allowed. Good luck!
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Dugga i matematik Linjär algebra 2013-05-02 1. Låt A = ( 2 1 6 3 ( 2 0, B = 0 3 ( 1 4 0, C = 2 3 2 Beräkna följande uttryck, om de är definierad. Om något uttryck inte är definierat, förklara kort varför. (a A 1. (1 p (b B 3. (1 p (c C A T. (1 p (d C T B. (1 p 2. Beräkna determinanten till matrisen 3. Skriv ( 2 4 3 5 4 1 2 1 2 3 2 0 1 5 2 1 4 1 1 1. (4 p som en produkt av elementära matriser. (4 p 4. För vilka värdena på a R har det linjära systemet noll, en eller oändligt många lösningar? x 1 + x 2 + ax 3 = 2 3x 1 + 4x 2 2x 3 = a 2x 1 + 3x 2 x 3 = 1 5. Beräkna inversen till matrisen 3 5 2 1 3 1 3 6 2 6. Låt A = (1, 0, 3, B = (2, 0, 3, C = (2, 1, 3, D = (2, 3, 2, E = (2, 4, 3, F = (4, 3, 3. Låt P 1 vara det plan som innehåller punkterna A, B, C, och låt P 2 vara det plan som innehåller punkterna D, E, F. (a Skriv planet på P 1 vektorekvationsform. (1 p (b Skriv planet på P 2 vektorekvationsform. (1 p (c Bestäm skärningen mellan planen P 1 och P 2. (2 p 7. Bestäm a R så att u = (3, 2, a och v = (3, 1, 2 är ortogonala. (2 p 8. Låt u = (0, 4, 2, v = (2, 1, 1. Hitta en enhetsvektor w R 3 som är ortogonal mot både u och v. (2 p 9. Beräkna avståndet från punkten A = (2, 3 till linjen y = 2x 3. (2 p 10. Beräkna arean av den triangle som bildas av vektoren u = (1, 2, 3 och v = ( 2, 1, 1. (2 p Information rörande denna dugga: En engelsk version av duggan är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Antalet bonuspoäng till tentamen är antalet poäng på denna dugga dividerat med 8. Miniräknare är tillåtna. Lycka till!
UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Exam in mathematics Linear algebra, part I 2014-01-31 1. Let A = ( 5 1 8 2 ( 2 4 2, B = 1 2 5, u = (2, 3, 2, v = (1, 2, 4. Compute each of the following terms, if it is defined. If it is not defined, explain shortly why. (a A 2, (b B 4, (c A B, (d B A T, (e u v, (f u v, (g B + u, (h u + v. (Each part: 0.5 p 2. Compute det 1 0 0 8 2 0 6 3 2 3. Compute the inverse of 1 2 3 1 1 4 1 1 1 (Solutions using other methods: 2 p 4 5 8 0 2 4 0 0 3 1 0 0 0 1/2 0 0 0 3 2 (4 p with the adjoint method. (4 p 4. For which a R has the following linear system zero, one or infinitely many solutions? (4 p x 1 + 2x 2 + x 3 = 2 2x 1 + 2x 2 + a 2 x 3 = a x 1 2x 2 x 3 = 0 5. Let A = ( 5, 1, 3, B = ( 2, 6, 3, C = ( 4, 3, 4, D = ( 2, 7, 6, E = ( 1, 8, 2. Consider the plane P containing the points A, B, C, and the line L containing the points D, E. (a Write the line in vector equation form. (1 p (b Write the plane in vector equation form. (1 p (c Compute the intersection of L and P. (2 p 6. Let u = ( 1, 3, 4, v = (2, 0, 1 and w = (3, 2, 1. Consider the parallelepiped P spanned by these three vectors. (a Compute the 8 corners of P. (2 p (b Compute the volume of P. (2 p Information regarding this exam: A Swedish version of the exam is available on the opposite side of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. Calculators are allowed. Good luck!
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Tentamen i matematik Linjär algebra, del I 2014-01-31 1. Låt A = ( 5 1 8 2 ( 2 4 2, B = 1 2 5, u = (2, 3, 2, v = (1, 2, 4. Beräkna följande uttryck, om de är definierade. Om något uttryck inte är definierat, förklara kort varför. (a A 2, (b B 4, (c A B, (d B A T, (e u v, (f u v, (g B + u, (h u + v. (Varje del: 0,5 p 2. Beräkna det 3. Beräkna inversen till 1 0 0 8 2 0 6 3 2 1 2 3 1 1 4 1 1 1 (Lösningar med andra metoder: 2 p 4 5 8 0 2 4 0 0 3 1 0 0 0 1/2 0 0 0 3 2 (4 p med adjoint metoden. (4 p 4. För vilka värdena på a R har det linjära systemet noll, en eller oändligt många lösningar? (4 p x 1 + 2x 2 + x 3 = 2 2x 1 + 2x 2 + a 2 x 3 = a x 1 2x 2 x 3 = 0 5. Låt A = ( 5, 1, 3, B = ( 2, 6, 3, C = ( 4, 3, 4, D = ( 2, 7, 6, E = ( 1, 8, 2. Låt P vara det plan som innehåller punkterna A, B och C, låt L vara det linje som innehåller punkterna D och E. (a Skriv linjen på vektorekvationsform. (1 p (b Skriv planet på vektorekvationsform. (1 p (c Bestäm skärningen mellan linjen L och planet P. (2 p 6. Låt u = ( 1, 3, 4, v = (2, 0, 1 och w = (3, 2, 1. Betrakta den parallellepiped P om bestäms av dessa tre vektorer. (a Beräkna de 8 hörnen av P. (2 p (b Beräkna volymen av P. (2 p Information om tentamen: En engelsk version av tentamen är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Miniräknare är tillåtna. Lycka till!
UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Second exam in mathematics Linear algebra, part I 2014-02-21 9:00 15:00 1. Let A = ( 2 3 5 7, B = 1 6 2 5 0 3, u = (1, 2, 5, v = ( 1, 3, 4. Compute each of the following terms, if it is defined. If it is not defined, explain shortly why. (a A 1, (b B 2, (c tr(a, (d B A T, (e u v, (f u v, (g B u, (h u + v. (Each part: 0.5 p 2. Compute (4 p 3. Compute the inverse of det 1 1 1 4 4 3 1 2 3 5 4 0 0 0 3 2 0 0 0 2 0 3 0 0 1 1 2 4 0 3 4 2 3 1 (4 p 4. Solve the following linear system using Cramer s rule: (4 p (Solutions using other methods: 2 p 2x 1 + 4x 2 + 7x 3 = 2 2x 2 + 4x 3 = 3 3x 1 + 7x 2 + 8x 3 = 1 5. Let A = ( 2, 3, 2, B = ( 3, 0, 4, C = (3, 1, 2 and D = (1, 2 3. Consider the plane P containing the points A, B, C. (a Write the plane in vector equation form. (1 p (b Write the plane in point-normal equation form. (2 p (c Compute the distance between the point D and the plane P. (1 p 6. Let A = (0, 0, 0, B = (0, 1, 1 and C = (1, a, 1. Consider the triangle T in R 3 with the corners A, B and C. Determine a R so that the area of T is 1. (4 p Information regarding this exam: A Swedish version of the exam is available on the opposite side of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. Calculators are allowed. Good luck!
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Andra tentamen i matematik Linjär algebra, del I 2014-02-21 9:00 15:00 1. Låt A = ( 2 3 5 7, B = 1 6 2 5 0 3, u = (1, 2, 5, v = ( 1, 3, 4. Beräkna följande uttryck, om de är definierade. Om något uttryck inte är definierat, förklara kort varför. (a A 1, (b B 2, (c tr(a, (d B A T, (e u v, (f u v, (g B u, (h u + v. (Varje del: 0,5 p 2. Beräkna (4 p 3. Beräkna inversen till det 1 1 1 4 4 3 1 2 3 5 4 0 0 0 3 2 0 0 0 2 0 3 0 0 1 1 2 4 0 3 4 2 3 1 (4 p 4. Lös det linjära systemet med Cramers regel: (4 p (Lösningar med andra metoder: 2 p 2x 1 + 4x 2 + 7x 3 = 2 2x 2 + 4x 3 = 3 3x 1 + 7x 2 + 8x 3 = 1 5. Låt A = ( 2, 3, 2, B = ( 3, 0, 4, C = (3, 1, 2 och D = (1, 2 3. Låt P vara det plan som innehåller punkterna A, B, C. (a Skriv planet på vektorekvationsform. (1 p (b Skriv planet på punktnormalform. (2 p (c Beräkna avståndet från punkten D till planet P. (1 p 6. Låt A = (0, 0, 0, B = (0, 1, 1 och C = (1, a, 1. Betrakta trianglen T i R 3 definierad av hörnen A, B och C. Beräkna a R så att ytan av trianglen T är 1. (4 p Information om tentamen: En engelsk version av tentamen är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Miniräknare är tillåtna. Lycka till!
UMEÅ UNIVERSITY Department of Mathematics and Mathematical Statistics Third exam in mathematics Linear algebra, part I 2014-03-22 9:00 15:00 1. Let u, v R 3 and A, B R 2,2. State whether the following assertions are true in general or not. If yes, give an example. If not, give a counterexample. (All examples or counterexamples should contain no zero elements. (a u v = v u. (1 p (b u + v = u + v. (1 p (c Let A be invertible. ( A 2 1 = ( A 1 2. (1 p (d (A B T = A T B T. (1 p 2. For which a R is the matrix 3. Let A = 1 2 6 1 1 2 4 4 7 and b = 2 2 1 3 4 2 2 1 a 1 2 1 invertible? Explain your answer. (4 p a Compute the inverse of A. (3 p b Use the result of a to solve the linear system Ax = b. (1 p (Solutions using other methods: 0.5 p 4. Let A = (1, 2, 1, B = (2, 3, 1 and C = ( 1, 3, 4. Consider the triangle T in R 3 with the corners A, B and C. Compute the area of the triangle T. (4 p 5. Let 2x + 4y 4z = 4 be the point-normal equation form for the plane P 1 and 3x 6y + 6z = 2 be the point-normal equation for the plane P 2. (a Write the plane P 1 in vector equation form. (2 p (b Compute the intersection of P 1 and P 2. (2 p 6. a Formulate the theorem about the parallelogram equation for vectors. (1 p b Prove the theorem about the parallelogram equation for vectors. (3 p Information regarding this exam: A Swedish version of the exam is available on the opposite side of this sheet. Solutions may be written in Swedish or English. In each assignment write each intermediate step leading to the final result. Solutions without these intermediate steps will not get any points, even if they are correct. Calculators are allowed. Good luck!
UMEÅ UNIVERSITET Institutionen för matematik och matematisk statistik Tredje tentamen i matematik Linjär algebra, del I 2014-03-22 9:00 15:00 1. Låt u, v R 3 och A, B R 2,2. Avgör om följande uttalanden är sanna i allmänhet eller inte. Om ja, ge ett exempel. Om nej, ge ett motexempel. (Alla exampel eller motexempel ska inte innehålla några nollelement. (a u v = v u. (1 p (b u + v = u + v. (1 p (c Låt A vara inverterbar. ( A 2 1 = ( A 1 2. (1 p (d (A B T = A T B T. (1 p 2. För vilka värden på a R är matrisen 3. Låt A = 1 2 6 1 1 2 4 4 7 och b = 2 2 1 3 4 2 2 1 a 1 2 1 inverterbar? Förklara ditt svar. (4 p a Beräkna inversen till A. (3 p b Använd resultatet av a för att lösa linjära systemet Ax = b. (1 p (Lösningar med andra metoder: 0.5 p 4. Låt A = (1, 2, 1, B = (2, 3, 1 och C = ( 1, 3, 4. Betrakta triangeln T i R 3 definierad av hörnen A, B och C. Beräkan arean av triangeln T. (4 p 5. Låt 2x + 4y 4z = 4 vara punktnormalform av planet P 1 och 3x 6y + 6z = 2 vara punktnormalform av planet P 2. (a Skriv planet P 1 på vektorekvationsform. (2 p (b Bestäm skärningen mellan P 1 och P 2. (2 p 6. a Formulera satsen om parallelogramekvationen för vektorer. (1 p b Bevisa satsen om parallelogramekvationen för vektorer. (3 p Information om tentamen: En engelsk version av tentamen är tillgänglig på andra sidan av detta blad. Lösningar kan skrivas på svenska eller engelska. I varje uppgift, skriv varje mellanled som leder fram till ditt svar. Lösningar utan dessa mellanled kommer ej att ges några poäng, även om de är korrekta. Miniräknare är tillåtna. Lycka till!