Matematik
vektorer i rummet
Hej
Vi et vektorrum R^3 har vi a1=(-1,2,0) a2=(1,-1,0) a3=(2,-2,-1) som er basis for R^3
Vi har desuden et afbildning f: R^3 --> R^3 fastlagt ved:
f(a1)= a2-3a1-3a3
f(a2)= 2a1-a2+2a3
f(a3)=4a1-3a2+4a3
Man kunne vise at vektorsættet var en basis ved at anvende Gauss elimination og vise nulløsningen og ellers udregne determinanten, og når den ikke gav 0, var det fordi at vektorerne udspændte et areal og dermed var uafhængige.
Mine spørgsmål:
1. Jeg skulle angive afbildningsmatricen for f med hensyn til basis a er det så ikke bare
aFa =[ f(a1) f(a2) f(a3) ] ?
2. Jeg skal så vise at aX=2a1+5a2-a3 tilhører kernen for f så jeg skal vel vise at f(a)= 0 ? skal man så ikke vise at aFa * aX=0 ? Men når jeg udregner det får jeg ikke (0,0,0) men (-8,6,-8) .
3. Jeg skal så bestemme afbildningsmatricen f med hensyn til standardbasis i R^3. Er det så ikke bare vektorsættet a man skal opstille som søjler dvs eFe=[ a1 a2 a3 ] og hvorfor kalder man dem i øvrigt standardbasis? Er det fordi vektorsættet grafisk er bestemt ud fra den almindelige kendte akser?
4. Jeg skal så bestemme en basis for kernen f og en basis for billederummet f. Her forstår jeg ikke helt hvilken afbildning jeg skal gå ud fra, men jeg formoder at det er eFe og ikke aFa da den anden angiver standardbasis, eller?
Når man finder kernen for f så skal man bestemme f(x)=0 så jeg jeg skal have eFe som min A-matrix og b=(0,0,0). ?
og for billedrummet f(x)=b så skal have eFa som min A men hvad er så min b?
5. Og hvordan finder man så en vektor i billedrummet som ikke tilhører R^3 ?
Svar #1
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
4. Når jeg skal finde kernen for f løser jeg et homogent ligningsystem med eFe dvs jeg gauss eliminere en matrix som består af eFa på venstre og b=(0,0,0) på venstre. Jeg får at løsningen er 1 taller i diagonalet og nuller over og under.
Hvordan kan jeg angive en basis ud fra det, og er det korrekt?
Svar #2
08. november 2014 af peter lind
Du roder rundt med betegnelserne, så det er svært eller umuligt at læse. Hvad mener du i 1. med aFa ?
Højre side igen hvad mener du? Hvis du mener med f(a1) at den første søjle er søjlen for f(a1) har du ret; men husk at vær opmærksom på hvilken basis du bruger
2. Hvad mener du med aX og a i f(a) = 0 ?. Hvis du skal vise at en vektor x ligger i kernen skal du vise at f(x) = 0. Jeg har ikke regnet det hele igennem, men der hvor jeg har regnet stemmer det. Hvad har du præcist gjort?
3. Igen hvad mener du ? Du skal opstille en matrix for funktionen i basis (1,0,0) , (0,1,0) og (0,0,1)
4.Hvad mener du med eFe og aFa.? Du skal løse ligningen f(x) = 0
5. Du finder billedmængden ved at finde billedet af vektorer, som er lineært uafhængige og ikke ligger i kernen. Det giver en basis for billedmængden.
Svar #3
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
Jeg vedhæfter lige opgaverne, så er det nemmere, at forstå mine formuleringer :)
Svar #4
08. november 2014 af peter lind
Jeg kan kun se nogle begrænsede billedudsnit, som ikke siger mig mere end din tekst
Svar #5
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
opgave 1)
a) ja de er lineært uafhængige, da de udspænder et areal.
b) aFa er afbildningsmatricen med hensyn til basis a. Den skal jeg angive. Den har jeg angivet som:
[f(a1) f(a2) f(a3) ] , hvor f(a1) f(a2) og f(a3) opstilles som søjler. Desuden skal jeg vise at 2a1+5a2-a3 tilhører kernen for f . Jeg prøver at løse f(x)=0. Jeg skal altså lave en vektor (2,5,-3) og gange den ind i afbildningsmatricen aFa og resultatet skal være (0,0,0). Det giver bare (-8,6,-8) i mit tilfælde, og det forstår jeg ikke.
c) Jeg skal bestemme afbildningsmatricen f mht standerdbasis for R^3. Skal jeg så opstiller søjler ud fra vektorsættet a? Altså [ a1 a2 a3] ? Hvis ja, hvordan kan man se at de er standardbaser?
d) For at finde kernen for f løser jeg f(x)=0. Jeg bruger så afbildningsmatricen fra c) og sætter højrematricen til b=(0,0,0). Så får jeg 1-taller i diagonalen og resten er nuller. Spørgsmålet er så bare, hvordan jeg kan aflæse disse baser ud fra matricen?
Jeg skal også løse billedrummet f(x)=b. Så jeg bruger afbildningsmatricen fra b) altså aFa og gausser den ned.
er dette korrekt? :)
Svar #6
08. november 2014 af peter lind
b) Du har lavet en fejl et eller andet sted. Det kan være ved dannelse af matrice eller ved at finde f(2a1)+5a2-a3)). Den kan du også vise uden at bruge din fundne matrix. Der gælder
f/2a1+5a2-a3) = 2*f(a1)+5*f(a2)-f(a3) hvor du så direkte kan indsætte definitionen af f(x). Ved at gøre det kan du forhåbentlig også finde, hvor din fejl er.
c) Jeg kalder standartbasisen e1, e2, e3 hvor e1 = (1, 0, 0). Du skal så finde f(e1) ... i denne basis. Det kan også gøres ved at finde transformationsmatricen.
d) Du skal ikke have en diagonal. Du skal have nogle vektorer.
e) Du skal ikke løse ligningen f(x) = b og hvad er b ? Du kan evt. sige at du skal finde de b'er som er billedet af et eller andet x. Gør hellere som jeg skrev i #2. Find billedet af basisvektorerne og find det vektorrum disse billeder udspænder.
Svar #7
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
#6:
b) fandt min tastfejl :-) jeg skal jo gange den ind i (2,5,-1). Jeg kom til at indtaste (2,5,-3).
Svar #8
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
c) er det så denne matrix når man sætter den ind i maple:
eFe:=Matrix(3,3,[-1,1,2,2,-1,-2,0,0,-1]);
Jeg har fundet den ud fra vektorsættet a1, a2 og a3.
Svar #9
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
fejl i #8
jeg mente jeg skal finde eMa*aFa*aMe, ikke?
Svar #10
08. november 2014 af peter lind
Jeg er ikke rigtig med på, hvad du skriver i #8. Hvis du kender transformationsmatricen S mellem basisvektorerne kan den nye matrix findes som S-1*F*S
Svar #11
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
Perfekte!
Jeg får første søjle til (4,25,-7) anden søjle (-3,-18,5) tredje søjle (-7,-49,14)
Er det korrekt?
Svar #12
08. november 2014 af Searchmath (Slettet)
Kan du hjælpe med den? :-)
Svar #13
11. november 2014 af Searchmath (Slettet)
#6:
"e) Du skal ikke løse ligningen f(x) = b og hvad er b ? Du kan evt. sige at du skal finde de b'er som er billedet af et eller andet x. Gør hellere som jeg skrev i #2. Find billedet af basisvektorerne og find det vektorrum disse billeder udspænde"
Kan jeg så ikke reducere afbildningsmatricen aFa, altså¨afbildningsmatricen gående fra basis a til a?
Hvordan ville du gøre? Jeg får at den udspændes af baserne (-3,1,-3), (2, -1, 2)
Skriv et svar til: vektorer i rummet
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
