Eksempel 9.1. Areal = (a 1 + b 1 )(a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 = a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 = b 1 b 2



Relaterede dokumenter
Nøgleord og begreber

Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix. Calculus Uge

Eksempel 9.1. Areal = (a 1 + b 1 )(a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 = a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 = b 1 b 2. Eksempel = ( 1) = 10

Oversigt [LA] 6, 7, 8

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

Oversigt [LA] 3, 4, 5

To ligninger i to ubekendte

Matricer og lineære ligningssystemer

Oversigt [LA] 6, 7, 8

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

Ligningssystemer - nogle konklusioner efter miniprojektet

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

LINEÆR ALGEBRA DIFFERENTIALLIGNINGER

Kursusgang 3 Matrixalgebra fortsat

DesignMat Kvadratiske matricer, invers matrix, determinant

Oversigt [LA] 10, 11; [S] 9.3

Matematik for økonomer 3. semester

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

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

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

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

9.1 Egenværdier og egenvektorer

Lineær algebra: Matrixmultiplikation. Regulære og singulære

Note om endelige legemer

Kvadratiske matricer. enote Kvadratiske matricer

Forelæsningsnoter til. Lineær Algebra. Niels Vigand Pedersen. Udgivet af. Asmus L. Schmidt. Københavns Universitet Matematisk Afdeling

Lineær algebra 1. kursusgang

t a l e n t c a m p d k Matematik Intro Mads Friis, stud.scient 27. oktober 2014 Slide 1/25

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

Matematik og Form: Matrixmultiplikation. Regulære og singu

Matricer og Matrixalgebra

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

LINALG JULENØD 2013 SUNE PRECHT REEH

Lineær Algebra eksamen, noter

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2018

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2017

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

Lineære Afbildninger. enote Om afbildninger

DesignMat Uge 1 Repetition af forårets stof

DesignMat Uge 11. Vektorrum

Undervisningsnotat. Matricer

Lineær Algebra. Lars Hesselholt og Nathalie Wahl

Indhold. 5. Vektorrum og matricer Koordinattransformationer

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær eksamen - 6. Juni 2016

MATRICER LINEÆRE LIGNINGER

Praktiske Maple Ting. - Hvis du skal indsætte kvadratroden, et integrale, lambda, osv. Så skriv eks. Sqrt, int, eller lambda, tryk escape og du kan

MATRICER LINEÆRE LIGNINGER

Lineære ligningssystemer

Sætning (Kædereglen) For f(u), u = g(x) differentiable er den sammensatte funktion F = f g differentiabel med

Besvarelser til Lineær Algebra Reeksamen August 2016

Nøgleord og begreber Komplekse tal Test komplekse tal Polære koordinater Kompleks polarform De Moivres sætning

DesignMat Uge 5 Systemer af lineære differentialligninger II

1.1 Legemer. Legemer er talsystemer udstyret med addition og multiplikation, hvor vi kan regner som vi plejer at gøre med de reelle tal.

Matematik: Struktur og Form Matrixmultiplikation. Regulære og singulære matricer

Eksamen i Lineær Algebra

Matematik H1. Lineær Algebra

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) AUGUST 2006 AARHUS UNIVERSITET

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen - 5. Januar 2018

Teoretiske Øvelsesopgaver:

Uge 6 Store Dag. Opgaver til OPGAVER 1. Opgave 1 Udregning af determinant. Håndregning Der er givet matricen A =

Mat10 eksamensspørgsmål

DesignMat Lineære ligningssystemer og Gauss-elimination

Udeladelse af én observation. Note til kapitlerne 4, 5 og 6

MCG - 2. Regneoperationer der kan bruges på vektorer: Vektoraddition: hvis v og w er vektorer så er v + w en vektor.

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

DesignMat Egenværdier og Egenvektorer

Chapter 3. Modulpakke 3: Egenværdier. 3.1 Indledning

Matrix Algebra med Excel Forelæsningsnoter til FR86. Jesper Lund

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

Matematik YY Foråret Kapitel 1. Grupper og restklasseringe.

t a l e n t c a m p d k Matematik Intro Mads Friis, stud.scient 7. november 2015 Slide 1/25

Oversigt [LA] 11, 12, 13

DesignMat Uge 11 Vektorrum

Noter til LinAlgNat på KU (Lineær Algebra i Naturvidenskab)

3.1 Baser og dimension

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

Egenskaber ved Krydsproduktet

MATRICER LINEÆRE LIGNINGER. Usikkerhedsberegning

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

Vi indleder med at minde om at ( a) = a gælder i enhver gruppe.

Lineær Algebra. Lars Hesselholt og Nathalie Wahl

Eksamen i Lineær Algebra

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

Talteori. Teori og problemløsning. Indhold. Talteori - Teori og problemløsning, marts 2014, Kirsten Rosenkilde.

Matlab-kommandoer. Robert Jacobsen. 9. august 2010

Ølopgaver i lineær algebra

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

Lineær Algebra, kursusgang

Eksamen i Lineær Algebra

TALTEORI Wilsons sætning og Euler-Fermats sætning.

J n (λ) = dvs. n n-jordan blokken med λ i diagonalen. Proposition 1.2. For k 0 gælder. nullity (J n (λ) λi) k 1) 1 for 1 k n. n for k n.

Matematik A. Studentereksamen. Forberedelsesmateriale. Digital eksamensopgave med adgang til internettet

Affine transformationer/afbildninger

Selvstudium 1, Diskret matematik

Stabilitet af rammer - Deformationsmetoden

Eksamen i Lineær Algebra

Transkript:

Oversigt [LA] 9 Nøgleord og begreber Helt simple determinanter Determinant defineret Effektive regneregler Genkend determinant nul Test determinant nul Produktreglen Inversreglen Test inversregel og produktregel Potensreglen Entydig løsning Test entydig løsning Calculus 1-2006 Uge 38.1-1 Nem vej til areal Eksempel 9.1 Areal b 2 a 1 b1 a 2 Areal a 1 + b 1 )a 2 + b 2 ) a 1 a 2 b 1 b 2 2a 2 b 1 a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 a 2 b 1 b 2 Calculus 1-2006 Uge 38.1-2 Nemme determinanter Eksempel 9.3 Determinanten af en kvadratisk matrix 1-matrix 2-matrix a 11 a 11 a 11 a 12 a 21 a 22 a 11a 22 a 12 a 21 3-matrix a 11 a 12 a 13 a 22 a 23 a 21 a 22 a 23 a 11 a a 31 a 32 a 33 32 a 33 a a 21 a 23 12 a 31 a 33 +a a 21 a 22 13 a 31 a 32 Calculus 1-2006 Uge 38.1-3 Udregn determinanter Eksempel 9.4 1) 4 2 3 10 3 4 4 5 6 2 3 0 1 5 6 3 0 2 4 6 2 0 + 3 4 5 2 3 5 0 6 3) 24 0 6 2) +34 3 5 2) 18 + 24 + 6 12 Calculus 1-2006 Uge 38.1-4

Spejling og drejning Eksempel 9.5 Determinanten af en spejling cos 2θ sin 2θ MatrS θ ) sin 2θ cos 2θ cos 2 2θ sin 2 2θ 1 Determinanten af en drejning cos θ sin θ MatrD θ ) sin θ cos θ cos 2 θ + sin 2 θ 1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-5 Determinant ved rækkeudvikling Definition 9.6 Lad A ij være den m 1) n 1)-matrix, der fremkommer ved at slette i-te række og j-te søjle i en m n-matrix A. Determinanten af en kvadratisk n n-matrix A er givet ved rækkeudvikling efter 1-te række Kan skrives A n 1) 1+j a 1j A 1j j1 A 1) 1+1 a 11 A 11 + 1) 1+2 a 12 A 12 + Calculus 1-2006 Uge 38.1-6 Determinant Eksempel 9.8 a 11 a 12 a 13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 a 11 a 22 a 23 a 12 a 21 a 23 + a 13 a 21 a 22 a 32 a 33 a 31 a 33 a 31 a 32 a 22 a 23 a 11 a 32 a 33 a a 21 a 23 12 a 31 a 33 + a a 21 a 22 13 a 31 a 32 Calculus 1-2006 Uge 38.1-7 Determinant mange veje Sætning 9.9 1. Determinanten kan beregnes ved rækkeudvikling efter i-te række n A 1) i+j a ij A ij j1 2. Determinanten kan beregnes ved søjleudvikling efter j-te søjle n A 1) i+j a ij A ij i1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-8

Søjleudvikling Eksempel 9.10 Beregn determinant ved udvikling efter anden søjle 1 3 1 3 4 5 6 2 4 6 + 5 8 4 6 7 8 9 7 9 7 9 4 6 2 7 9 + 5 1 3 7 9 8 1 3 4 6 24 9 6 7) + 51 9 3 7) 81 6 3 4) 12 60 + 48 0 Calculus 1-2006 Uge 38.1-9 Udregn determinant af orden 4 Eksempel 9.11 1 0 7 0 0 1 0 0 1 0 7 1) 4+4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1) 3+3 1 0 0 1 1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-10 Trekantsmatrix Eksempel 9.12 0-række/søjle 0 a 12 0 0 0 a 22 a 21 a 22 0........ øvre trekantsmatrix a 11 a 12 a 1n 0 a 22 a 2n..... a 11 a 22 a nn. 0 0 a nn Calculus 1-2006 Uge 38.1-11 Rækkeoperationsmatricer Bemærkning 9.13 Ombytning af to rækker: 0 1 1 0 1 Multiplikation af række med tal 0: 1 0 0 s s Addition af et multiplum af en række til en anden: 1 s 0 1 1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-12

Rækkeregneregler Sætning 9.14 Beregning af determinant Ombytning af to rækker: Determinanten skifter fortegn Multiplikation af række med tal: Determinanten multipliceres med samme tal Addition af et multiplum af en række til en anden: Determinanten er uændret Calculus 1-2006 Uge 38.1-13 Søjleregneregler Sætning 9.14 - fortsat Beregning af determinant Ombytning af to søjler: Determinanten skifter fortegn Multiplikation af søjle med tal: Determinanten multipliceres med samme tal Addition af et multiplum af en søjle til en anden: Determinanten er uændret Calculus 1-2006 Uge 38.1-14 Skalering af række eller søjle Eksempel 9.15 ) 2 7 3 4 1 1 2 7 3 4 2 7 1 7 1 7 2 3 7 4 ) 1 1 2 7 3 4 2 7 Calculus 1-2006 Uge 38.1-15 Transponering og skalering Bemærkning 9.17 Udvikling efter række er udvikling efter søjle i den transponerede matrix, så determinanten er den samme A T A Bemærkning 9.18 En n n-matrix A skaleres med λ ved at skalere hver række. Så anvendes rækkeskalerings reglen n-gange fås λa λ n A Calculus 1-2006 Uge 38.1-16

Determinanten er nul Bemærkning 9.20 Observationer om determinant nul En 0-række eller en 0-søjle: Determinanten er 0 To ens rækker eller to ens søjler: Determinanten er 0 Eksempel 1 3 1 0 2 5 2 8 0 2 7 2 1 1 9 1 2 Calculus 1-2006 Uge 38.1-17 Test determinant nul Test Gælder der altid, at determinanten 1 x 1 3 y 3 0. 0 z 0 Løsning Første og tredje søjle er ens. Afkryds: ja nej Calculus 1-2006 Uge 38.1-18 Udregn determinanter Eksempel 9.22 Reducer til øvre trekantsmatrix 1) 3 4 1) 10 10 0 10 2) 4 5 6 0 3 6 0 3 6 2 3 0 0 1 6 0 0 4 1 3) 4) 12 Calculus 1-2006 Uge 38.1-19 Determinant af matrixprodukt Sætning 9.23 - Produktreglen For to kvadratiske n n-matricer A, B gælder AB A B Bevis For B fast og A en rækkeoperationsmatrix er produktreglen netop rækkeregnereglerne. Ved rækkereduktion kan A skrives som produkt af rækkeoperations-matricer samt enten identitetsmatricen eller en matrix med en 0-række nederst. Produktreglen følger heraf. Calculus 1-2006 Uge 38.1-20

Brug produktreglen Eksempel 9.24 A 4 5 6 12 2 3 0 15 21 15 AA 36 51 42 AA A A 12 12 144 14 19 24 Calculus 1-2006 Uge 38.1-21 Determinant af potens Eksempel 9.25 Potensers determinant 1) 4 2 3 10 3 4 ) k 3 4 k 10) k 3 4 Calculus 1-2006 Uge 38.1-22 Determinant af invers matrix Sætning 9.26 -Inversreglen En kvadratisk matrix A er invertibel, hvis og kun hvis A 0. Der gælder A 1 1 A hvis A 0. Bevis Hvis A er invertibel så giver produktreglen formlen. Hvis A 0 så kan A skrives som produkt af rækkeoperationsmatricer, som hver er invertible. A er da invertibel. Calculus 1-2006 Uge 38.1-23 Brug inversreglen Eksempel 9.27 Matricen har determinant A 4 5 6 2 3 0 A 12 A er invertibel og den inverse har determinant A 1 A 1 1 12 Calculus 1-2006 Uge 38.1-24

Test inversregel Test Determinanten af en invertibel matrix er altid 0. Løsning Sætning 12 giver svaret direkte. Afkryds: ja nej Calculus 1-2006 Uge 38.1-25 Test produktreglen Test Givet en kvadratisk matrix A. Hvis deta 2 ) 0, så er deta) 0. Løsning Af produktreglen følger Afkryds: ja nej deta) 2 deta 2 ) 0 Calculus 1-2006 Uge 38.1-26 Determinant af negative potenser Eksempel 9.28 Negative potensers determinant 1) 4 2 3 10 3 4 ) 1 3 4 1 10 ) k 3 4 1 10) k Calculus 1-2006 Uge 38.1-27 Determinant af alle potenser Eksempel 9.29 Potensreglen for determinant Hvis A 0 så for alle hele tal k. Hvis A 0 så for alle hele tal k > 0. A k A k A k 0 Calculus 1-2006 Uge 38.1-28

Cofaktormatricen Definition 9.30 Lad A være en n n-matrix og A ij fremkomme ved at slette i-te række og j-te søjle. Cofaktormatricen CofA) er n n-matricen: n 1: identitetsmatricen CofA) I 1. n > 1: med ij-te indgang 1) i+j A ji Calculus 1-2006 Uge 38.1-29 Cofaktormatricen Eksempel 9.31 1 1matricen har 2 2-matricen har ) A 10 ) CofA) 1 A ) 3 4 ) 4 2 CofA) 3 1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-30 Cofaktorformlen Sætning 9.32 Lad A være en n n-matrix. Så er produktet A CofA) CofA)A A I n Hvis A 0, så er A invertibel og der gælder A 1 1 A CofA) Calculus 1-2006 Uge 38.1-31 Cofaktormatricen Eksempel 9.33 For matricen A d CofA) c A 1 1 CofA). Altså ad bc a c ) a b er cofaktormatricen c d ) b. Hvis ad bc 0 så er A invertibel med a ) 1 b d 1 d ad bc c ) b a Calculus 1-2006 Uge 38.1-32

Ligningssystem og determinant Sætning 9.34 - Entydig løsning 1. Et homogent ligningssystem med en kvadratisk koefficientmatrix A har en egentlig løsning 0) uendelig mange), hvis og kun hvis A 0. 2. Det inhomogen ligningssystem Ax b har en og kun en løsning, hvis og kun hvis A 0. Calculus 1-2006 Uge 38.1-33 Bestem entydig løsning Eksempel 9.35 For hvilke tal t har det homogene ligningssystem med koefficientmatrix 1 1 1 A 1 t 1 1 1 t en entydig løsning. Find løsningsrummet for alle t. Calculus 1-2006 Uge 38.1-34 Bestem entydig løsning Eksempel 9.35 - løsning Beregn determinanten 1 1 1 1 1 1 A 1 t 1 0 t 1 0 t 1) 2 1 1 t 0 0 t 1 For t 1 har det homogene ligningssystem Ax 0 entydig løsning x 0. Calculus 1-2006 Uge 38.1-35 Bestem alle løsninger Eksempel 9.35 - løsning For t 1 er den reducerede form af ligningssystemet x 1 x 2 x 3 x 1 + x 2 + x 3 0 Dette giver løsninger 1 1 x 2 1 + x 3 0 0 1 Calculus 1-2006 Uge 38.1-36

Test entydig løsning Test Gælder der altid, at alle ligningssystemer med koefficientmatrix 1 a 1 0 1 b har en entydig løsning. 0 0 2 Løsning Afkryds: 1 a 1 0 1 b 1) 1 2 2 0 0 0 2 ja nej Calculus 1-2006 Uge 38.1-37 Cramers regel Sætning 9.36 Lad A være en kvadratisk n n-matrix med determinant A 0. Det inhomogen ligningssystem Ax b har løsningen x A 1 b, hvor den j-te koordinat er givet ved Cramers regel x j a 1 a j 1 b a j+1 a n A Tælleren er determinanten af den matrix der fremkommer ved at erstatte j-te søjle med søjlevektoren b. Calculus 1-2006 Uge 38.1-38 Cramers regel Eksempel a 11 a 12 Ligningssystemet med a 21 a 22 a 11a 22 a 12 a 21 0, a 11 x 1 + a 12 x 2 b 1 a 21 x 1 + a 22 x 2 b 2 har løsning b 1 a 12 a 11 b 1 b 2 a 22 a 21 b 2 x 1 a 11 a, x 2 12 a 11 a 12 a 21 a 22 a 21 a 22 Calculus 1-2006 Uge 38.1-39