Underrum - generaliserede linjer og planer

Relaterede dokumenter
Lineær Algebra, kursusgang

Ligningssystemer - nogle konklusioner efter miniprojektet

Lineær algebra 1. kursusgang

Figur. To ligninger i to ubekendte. Definition Ved m lineære ligninger med n ubekendte forstås. Definition 6.4 Givet ligningssystemet

Lineær algebra: Spænd. Lineær (u)afhængighed

Matematik og FormLineære ligningssystemer

Eksamen i Lineær Algebra

Oversigt [LA] 11, 12, 13

Besvarelser til Lineær Algebra Reeksamen August 2016

Matematik og Form 3. Rækkereduktion til reduceret echelonfo. Rang og nullitet

Løsninger til udvalgte Eksamensopgaver i Lineær Algebra Juni 2000 og Juni 2001.

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Lineær Algebra

(Prøve)eksamen i Lineær Algebra

Matematik: Struktur og Form Spænd. Lineær (u)afhængighed

Prøveeksamen A i Lineær Algebra

(Prøve)eksamen i Lineær Algebra

3.1 Baser og dimension

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

Nøgleord og begreber Ortogonalt komplement Tømrerprincippet. [LA] 13 Ortogonal projektion

Matematik: Stuktur og Form Lineære ligningssystemer

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2018

Eksamen i Lineær Algebra

Diagonalisering. Definition (diagonaliserbar)

Reeksamen i Lineær Algebra

Eksamen i Lineær Algebra

Lineær Algebra - Beviser

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Lineær Algebra

Tidligere Eksamensopgaver MM505 Lineær Algebra

Eksamen i Lineær Algebra

Egenværdier og egenvektorer

Lineær Algebra F08, MØ

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

Eksamen i Lineær Algebra

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen - 5. Januar 2018

DesignMat Uge 2. Preben Alsholm. Efterår Lineære afbildninger. Preben Alsholm. Lineære afbildninger. Eksempel 2 på lineær.

DesignMat Uge 11 Lineære afbildninger

Affine rum. a 1 u 1 + a 2 u 2 + a 3 u 3 = a 1 u 1 + (1 a 1 )( u 2 + a 3. + a 3. u 3 ) 1 a 1. Da a 2

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2017

Matrx-vektor produkt Mikkel H. Brynildsen Lineær Algebra

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Besvarelser til Lineær Algebra med Anvendelser Ordinær Eksamen 2016

Eksamen i Lineær Algebra. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet

Definition 13.1 For en delmængde af vektorer X R n er det ortogonale komplement. v 2

2010 Matematik 2A hold 4 : Prøveeksamen juni 2010

Lineære ligningssystemer og Gauss-elimination

Reeksamen i Lineær Algebra

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

Eksamen i Lineær Algebra

Eksamen i Lineær Algebra

Lineær Algebra eksamen, noter

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

Skriftlig eksamen Vejledende besvarelse MATEMATIK B (MM02)

Reeksamen i Lineær Algebra. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet

Matematik og Form: Matrixmultiplikation. Regulære og singu

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær eksamen - 6. Juni 2016

Module 1: Lineære modeller og lineær algebra

Lidt alment om vektorrum et papir som grundlag for diskussion

Eksamen i Lineær Algebra

Eksempel på 2-timersprøve 2 Løsninger

Eksamen i Lineær Algebra

Sandt/falsk-opgave: Diskuter opgave 23 side 12 i gruppen, men husk at begrunde jeres svar, som teksten før opgave 23 kræver!

Kursusgang 3 Matrixalgebra fortsat

Vektorrum. enote Generalisering af begrebet vektor

Lineære Afbildninger. enote Om afbildninger

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

Lineær Algebra, TØ, hold MA3

Eksamen i Lineær Algebra

Definition multiplikation En m n-matrix og en n p-matrix kan multipliceres (ganges sammen) til en m p-matrix.

Nøgleord og begreber. Definition multiplikation En m n-matrix og en n p-matrix kan multipliceres (ganges sammen) til en m p-matrix.

Oversigt [LA] 3, 4, 5

Definition. og lœngden, normen. og afstanden mellem vektorer a og b. Der gælder

DesignMat. Preben Alsholm. September Egenværdier og Egenvektorer. Preben Alsholm. Egenværdier og Egenvektorer

Eksamen i Lineær Algebra

Mat10 eksamensspørgsmål

DESIGNMAT FORÅR 2012: UGESEDDEL Forberedelse Læs alle opgaverne fra tidligere ugesedler, og læg særlig mærke til dem du har spørgsmål til.

To ligninger i to ubekendte

Oversigt [LA] 11, 12, 13

Forslag til hjemmeopgaver, som forbereder arbejdet med de nye emner den pågældende kursusgang, men primært er baseret på gymnasiepensum:

DesignMat Uge 1 Repetition af forårets stof

Fejlkorligerende køder Fejlkorrigerende koder

Matematik: Struktur og Form Matrixmultiplikation. Regulære og singulære matricer

Matematik for økonomer 3. semester

Nøgleord og begreber. Definition 15.1 Den lineære 1. ordens differentialligning er

Egenværdier og egenvektorer

Besvarelser til Calculus og Lineær Algebra Globale Forretningssystemer Eksamen - 3. Juni 2014

Oversigt [S] 7.3, 7.4, 7.5, 7.6; [LA] 15, 16, 17

Lineær algebra: Matrixmultiplikation. Regulære og singulære

Noter til Lineær Algebra

MASO Uge 8. Invers funktion sætning og Implicit given funktion sætning. Jesper Michael Møller. Department of Mathematics University of Copenhagen

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Lineær algebra Kursusgang 6

Besvarelse af Eksamensopgaver Juni 2005 i Matematik H1

Chapter 3. Modulpakke 3: Egenværdier. 3.1 Indledning

x 2 + y 2 dx dy. f(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) + 2 1) Angiv en ligning for tangentplanen til fladen z = f(x, y) i punktet

MA TEMA TIK 1 LA, GAMMEL T PENSUM

Lineær algebra: Lineære afbildninger. Standardmatricer

Carl Friedrich Gauß ( ), malet af Christian Albrecht Jensen. Lineær algebra. Ib Michelsen

Mat 1. 2-timersprøve den 5. december 2016.

LiA 5 Side 0. Lineær algebra Kursusgang 5

Det Ingeniør-, Natur- og Sundhedsvidenskabelige basisår Matematik 2A, Forår 2007, Hold 4 Opgave A Kommenteret version

Transkript:

1

Om miniprojekt 2 2 Kirchoffs love. Opstil lineære ligningssystemer og løs dem. 0-1-matricer. Systematisk information om grafer/netværk (som i Dagens anvendelse kursusgang 9): Flyforbindelser. Skemalægning. 0-1-matrix A med a ij = 1 hvis studerende i vil følge kursus j. A er m n (m studerende, n kurser). C = A T A har c ij = antal studerende, som vil have både kursus i og j. MatLab - m-filer.

3

Underrum - generaliserede linjer og planer 4 Definition En delmængde U R n er et underrum, hvis 0 U Hvis u og v er i U, så er u + v i U. (U er lukket under vektoraddition) Hvis u er i U og c er et reelt tal, så er cu i U. (U er lukket under skalarmultiplikation) Konsekvens: Hvis u 1,..., u k er i U, så er Span(u 1,..., u k ) i U. Et underrum er lukket under linearkombination

Eksempler 5 {0} er et underrum af R n R n er er underrum af R n Underrum i R 3 : {0}, Linjer gennem origo. Planer gennem origo. R 3 Hvis S R er en endelig delmængde og S (S er ikke tom), så er Span(S) et underrum af R n

6

Nulrum Null(A) 7 Definition Nulrummet Null A for en m n matrix A er løsningsmængden til Ax = 0 Null A er et underrum af R n (Sætning 4.2) Definition Nulrummet Null T for en lineær afbildning T : R n R m er løsningsmængden til T x = 0 Hvis A er standardmatricen for T, så er Null T = Null A.

Søjlerum Col(A) 8 Definition Søjlerummet Col A for en m n matrix A er mængden af linearkombinationer af søjlevektorer i A. Col A= {Ax x R n } For en lineær afbildning T : R n R m med standardmatirx A, er Billedrummet for T (Range T ) lig med ColA. (Sætning 2.8) Rækkerum Rækkerummet Row A for en m n matrix A er spændet af A s rækkevektorer. Row A er et underrum af R n

Frembringere 9 Definition En mængde S = {w 1,..., w k } frembringer underrummet V, hvis V = Span(S) Frembringere for ColA Pivotsøjlerne i A frembringer ColA. Argument: Søjlekorrespondenceprincippet. Frembringere for Null A Hvis R er den reducerede Echelonform for A, så er Null A = Null R. Frembringere for Null R findes ved løsning af Rx = 0. Antal frembringere = Antal frie variable.

10

Basis for et underrum 11 Definition En endelig delmængde S af et underrum V er en basis for V, hvis S frembringer V, i.e. V = Span(S) S er lineært uafhængig Eksempel For en m n matrix A er pivotsøjlerne en basis for søjlerummet ColA

12 Vigtigt eksempel: Basis for Null(A) Betragt en m n-matrix A. En basis for Null(A) findes ved at opskrive løsningen til den homogene ligning Ax = 0 på vektorform: c 1 b 1 + c 2 b 2 + c k b k, hvor systemet først er reduceret ned til reduceret trappeform. B = {b 1, b 2,..., b k } udgør så en basis for Null(A). Bemærk: basen indeholder præcis nullity(a) vektorer. [Husk: nullity(a) er antal ikke-pivot søjler i A. Antal frie variable.] Sætning: Basis for Col(A) Lad A være en m n-matrix. Pivot søjlerne i A udgør en basis for Col(A).

Udtynding 13 Sætning 4.3 Hvis S udspænder V, kan S udtyndes (reduceres) til en basis for V Metode/begrundelse: Opstil matricen C = [w 1... w k ] (søjlevektorer er elementerne i S) V = ColC pivotsøjlerne i C er en basis for V

14

Udvidelse 15 Sætning 4.4 En lineært uafhængig delmængde af et underrum V R n S V kan udvides til en basis for V ved tilføjelse af vektorer. Konsekvens: Ethvert underrum undtagen V = {0} har en basis.

16

17

Frembringende mængder for R n 18 For en endelig delmængde S R n gælder Hvis S frembringer R n, så er der mindst n vektorer i S Hvis S er lineært uafhængig, så er der højst n vektorer i S Hvis S er en basis for R n, så er der præcis n vektorer i S Argument: Opstil n k matricen A med vektorerne fra C som søjler. Se på ligningssystemet Ax = b

19

Dimension og rang 20 Definition : Dimension af underrum Dimensionen af et underrum H {0} af R n er antallet af vektorer i en vilkårlig basis for H. Dimensionen af H benævnes dim(h). Desuden er dim({0}) = 0. Giver det mening? Ja, for vi har Sætning 4.5 Lad V være et underrum af R n og V {0}. To vilkårlige baser for V indeholder da samme antal elementer.

21

22

23

Frembringende mængder for R n 24 For en endelig delmængde S R n gælder Hvis S frembringer R n, så er der mindst n vektorer i S Hvis S er lineært uafhængig, så er der højst n vektorer i S Hvis S er en basis for R n, så er der præcis n vektorer i S Argument: Opstil n k matricen A med vektorerne fra C som søjler. Se på ligningssystemet Ax = b

25 Sætning 4.6 En lineært uafhængig delmængde af et underrum med dimension k har højst k elementer. M.a.o.: En delmængde med mere end k elementer er lineært afhængig.

26

27

Intuition: Sætn. 4.6: Der er højst plads til k lineært uafhængige vektorer i V, så en mængde med k lineært uafhængige vektorer vil udspænde. Desuden skal der mindst bruges k vektorer til at udspænde V. Hvis der er præcis k, må de være lineært uafhængige. Er S en basis for V? 28 Definitionen siger Er S indeholdt i V Er V = span(s)? Er S lineært uafhængig? S er en basis, hvis alle svar er ja. Sætning 4.7 Hvis dim(v ) = k og S V har k vektorer. Så er S en basis, hvis mindst en af de to betingelser gælder S er lineært uafhængig Span(S) = V

29

30

Række, søjle og nulrum 31 Definition: Rang af en matrix Rangen af en m n-matrix A er defineret som rank(a) := dim(col(a)) = #pivot søjler i A. Sætning om matricers rang Lad A være en m n-matrix. Da gælder, rank(a) + dim(null(a)) = n. Rækkerum Row(A) = Span(Rækkerne i A) = Span(Ikke-nul-Rækkerne i den reducerede trappeform R) dim(row)(a) = #pivot søjler i A. = dim(col A)

Række, søjle og nulrum 32 Definition: Rang af en matrix Rangen af en m n-matrix A er defineret som rank(a) := dim(col(a)) = #pivot søjler i A. Sætning om matricers rang Lad A være en m n-matrix. Da gælder, rank(a) + dim(null(a)) = n. Rækkerum Row(A) = Span(Rækkerne i A) = Span(Ikke-nul-Rækkerne i den reducerede trappeform R) dim(row)(a) = #pivot søjler i A. = dim(col A)

33

34

35

36

37

38