Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix. Calculus Uge

Relaterede dokumenter
Nøgleord og begreber

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 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

To ligninger i to ubekendte

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

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Ligningssystemer - nogle konklusioner efter miniprojektet

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

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

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Matricer og lineære ligningssystemer

DesignMat Kvadratiske matricer, invers matrix, determinant

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

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

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

Lineær algebra 1. kursusgang

Lineær algebra: Matrixmultiplikation. Regulære og singulære

Matematik og Form: Matrixmultiplikation. Regulære og singu

LINALG JULENØD 2013 SUNE PRECHT REEH

Kursusgang 3 Matrixalgebra fortsat

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

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

Kvadratiske matricer. enote Kvadratiske matricer

Matematik for økonomer 3. semester

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

DesignMat Uge 1 Repetition af forårets stof

Lineær Algebra. Lars Hesselholt og Nathalie Wahl

Teoretiske Øvelsesopgaver:

Note om endelige legemer

Kursusgang 3 Matrixalgebra Repetition

Indhold. 5. Vektorrum og matricer Koordinattransformationer

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2017

DesignMat Lineære ligningssystemer og Gauss-elimination

Undervisningsnotat. Matricer

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

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

DesignMat Uge 5 Systemer af lineære differentialligninger II

Matematik H1. Lineær Algebra

Matematik: Struktur og Form Matrixmultiplikation. Regulære og singulære matricer

Matematik og FormLineære ligningssystemer

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

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

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

Lineær Algebra. Differentialligninger

Matematik YY Foråret Kapitel 1. Grupper og restklasseringe.

Besvarelser til Lineær Algebra Reeksamen August 2016

Matematik: Stuktur og Form Lineære ligningssystemer

Matricer og Matrixalgebra

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

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen - 5. Januar 2018

LINEÆR ALGEBRA DIFFERENTIALLIGNINGER

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær eksamen - 6. Juni 2016

Lineær Algebra. Lars Hesselholt og Nathalie Wahl

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

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

MM502+4 forelæsningsslides

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

Besvarelser til Lineær Algebra Ordinær Eksamen Juni 2018

Oversigt [LA] 11, 12, 13

Lineære ligningssystemer og Gauss-elimination

Lineær Algebra eksamen, noter

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

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

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

Ekstremum for funktion af flere variable

3.1 Baser og dimension

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

Her skal du lære om 1. Talfølge og talrække 2. Afsnitssum 3. Konvergens 4. Konvergente rækker har små led 5. Regneregler

Mat10 eksamensspørgsmål

Noter til LinAlgNat på KU (Lineær Algebra i Naturvidenskab)

Lineær Algebra - Beviser

Chapter 3. Modulpakke 3: Egenværdier. 3.1 Indledning

Matematik Camp Noter og Opgaver

Lineær algebra Kursusgang 6

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

LiA 5 Side 0. Lineær algebra Kursusgang 5

Ølopgaver i lineær algebra

Nøgleord og begreber Separable ligninger 1. ordens lineær ligning August 2002, opgave 7 Rovdyr-Byttedyr system 1. ordens lineært system Opgave

2010 Matematik 2A hold 4 : Prøveeksamen juni 2010

Noter om Komplekse Vektorrum, Funktionsrum og Differentialligninger LinAlg 2004/05-Version af 16. Dec.

Selvstudium 1, Diskret matematik

DesignMat Uge 11. Vektorrum

MASO Uge 7. Differentiable funktioner. Jesper Michael Møller. Uge 7. Formålet med MASO. Department of Mathematics University of Copenhagen

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

DesignMat Egenværdier og Egenvektorer

1 Om funktioner. 1.1 Hvad er en funktion?

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

Eksamen i Lineær Algebra

Histogrammetoden For (x i, y i ) R 2, i = 1,..., n, ser vi på den gennemsnitlige

Lineære ligningssystemer

MATRICER LINEÆRE LIGNINGER

Symmetriske og ortogonale matricer Uge 7

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

MATRICER LINEÆRE LIGNINGER

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

Transkript:

Oversigt [LA] 8 Her skal du lære om 1. Helt simple determinanter 2. En udvidelse der vil noget 3. Effektive regneregler 4. Genkend determinant nul 5. Produktreglen 6. Inversreglen 7. Potensreglen 8. Entydig løsning Calculus 1-2003 Uge 38.1-1

Nemme determinanter Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix Calculus 1-2003 Uge 38.1-2

Nemme determinanter Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix 1-matrix a 11 = a 11 Calculus 1-2003 Uge 38.1-2

Nemme determinanter Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix 1-matrix a 11 = a 11 2-matrix a 11 a 12 a 21 a 22 = a 11a 22 a 12 a 21 Calculus 1-2003 Uge 38.1-2

Nemme determinanter Eksempler Determinanten af en kvadratisk matrix 1-matrix a 11 = a 11 2-matrix a 11 a 12 a 21 a 22 = a 11a 22 a 12 a 21 3-matrix 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 32 a 33 a 12 a 21 a 23 a 31 a 33 +a 13 a 21 a 22 a 31 a 32 Calculus 1-2003 Uge 38.1-2

Udregn determinanter Eksempler 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 Calculus 1-2003 Uge 38.1-3

Udregn determinanter Eksempler 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 1 2 3 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) 2(4 0 6 2) +3(4 3 5 2) = 18 + 24 + 6 = 12 Calculus 1-2003 Uge 38.1-3

Nem vej til areal Areal b 2 a 1 b 1 a 2 Calculus 1-2003 Uge 38.1-4

Nem vej til areal Areal b 2 a 1 b 1 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 1-2003 Uge 38.1-4

Determinant ved rækkeudvikling Definition 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. Calculus 1-2003 Uge 38.1-5

Determinant ved rækkeudvikling Definition 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-matrix A er givet ved rækkeudvikling efter i-te række A = n ( 1) i+j a ij A ij j=1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-5

Determinant ved rækkeudvikling Definition 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-matrix A er givet ved rækkeudvikling efter i-te række A = n ( 1) i+j a ij A ij j=1 Kan skrives A = ( 1) i+1 a i1 A i1 + ( 1) i+2 a i2 A i2 + Calculus 1-2003 Uge 38.1-5

Determinant mange veje Determinanten kan beregnes ved søjleudvikling A = n ( 1) i+j a ij A ij i=1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-6

Determinant mange veje Determinanten kan beregnes ved søjleudvikling A = n ( 1) i+j a ij A ij i=1 Determinanten er uafhængig af valgt række/søjle. Calculus 1-2003 Uge 38.1-6

Determinant mange veje Determinanten kan beregnes ved søjleudvikling A = n ( 1) i+j a ij A ij i=1 Determinanten er uafhængig af valgt række/søjle. Eksempel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 = 4 6 = 7 9 4 6 7 9 Calculus 1-2003 Uge 38.1-6

Udregn determinant af orden 4 Eksempel 1 1 0 7 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 7 = ( 1) 4+4 0 1 0 0 0 1 = ( 1) 3+3 1 0 0 1 = 1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-7

Trekantsmatrix 0-række/søjle 0 a 12 0 a 22.... = 0 0 a 21 a 22.... = 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-8

Trekantsmatrix 0-række/søjle 0 a 12 0 a 22.... = 0 0 a 21 a 22.... = 0 Øvre trekantsmatrix a 11 a 12 a 1n 0 a 22 a 2n...... 0 0 a nn = a 11 a 22 a nn Calculus 1-2003 Uge 38.1-8

Rækkeoperationsmatricer Ombytning af to rækker: 0 1 1 0 = 1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-9

Rækkeoperationsmatricer Ombytning af to rækker: 0 1 1 0 = 1 Multiplikation af række med tal 0: 1 0 0 r = r Calculus 1-2003 Uge 38.1-9

Rækkeoperationsmatricer Ombytning af to rækker: 0 1 1 0 = 1 Multiplikation af række med tal 0: 1 0 0 r = r Addition af et multiplum af en række til en anden: 1 r 0 1 = 1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-9

Rækkeregneregler Beregning af determinant Calculus 1-2003 Uge 38.1-10

Rækkeregneregler Beregning af determinant Ombytning af to rækker: Determinanten skifter fortegn Calculus 1-2003 Uge 38.1-10

Rækkeregneregler Beregning af determinant Ombytning af to rækker: Determinanten skifter fortegn Multiplikation af række med tal: Determinanten multipliceres med samme tal Calculus 1-2003 Uge 38.1-10

Rækkeregneregler 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 1-2003 Uge 38.1-10

Søjleregneregler Beregning af determinant Calculus 1-2003 Uge 38.1-11

Søjleregneregler Beregning af determinant Ombytning af to søjler: Determinanten skifter fortegn Calculus 1-2003 Uge 38.1-11

Søjleregneregler Beregning af determinant Ombytning af to søjler: Determinanten skifter fortegn Multiplikation af søjle med tal: Determinanten multipliceres med samme tal Calculus 1-2003 Uge 38.1-11

Søjleregneregler 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 1-2003 Uge 38.1-11

Determinanten er nul Observationer om determinant Calculus 1-2003 Uge 38.1-12

Determinanten er nul Observationer om determinant En 0-række eller en 0-søjle: Determinanten er 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-12

Determinanten er nul Observationer om determinant En 0-række eller en 0-søjle: Determinanten er 0 To ens rækker eller to ens søjler: Determinanten er 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-12

Determinanten er nul Observationer om determinant En 0-række eller en 0-søjle: Determinanten er 0 To ens rækker eller to ens søjler: Determinanten er 0 1 3 1 0 2 5 2 8 2 7 2 1 1 9 1 2 = 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-12

Udregn determinanter Eksempler Reducer til øvre trekantsmatrix 1 2 3 4 = 1 2 = ( 1) 10 = 10 0 10 Calculus 1-2003 Uge 38.1-13

Udregn determinanter Eksempler Reducer til øvre trekantsmatrix 1 2 3 4 = 1 2 = ( 1) 10 = 10 0 10 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 5 6 = 0 3 6 = 0 3 6 2 3 0 0 1 6 0 0 4 = 1 ( 3) ( 4) = 12 Calculus 1-2003 Uge 38.1-13

Determinant af matrixprodukt Sætning 11 (Produktreglen) For to kvadratiske n-matricer A,B gœlder AB = A B Calculus 1-2003 Uge 38.1-14

Determinant af matrixprodukt Sætning 11 (Produktreglen) For to kvadratiske n-matricer A,B gœlder 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 1-2003 Uge 38.1-14

Brug produktreglen Eksempel A = 1 2 3 4 5 6 2 3 0 = 12 Calculus 1-2003 Uge 38.1-15

Brug produktreglen Eksempel AA = 1 2 3 A = 4 5 6 = 12 2 3 0 15 21 15 36 51 42 = AA = A A = 12 12 = 144 14 19 24 Calculus 1-2003 Uge 38.1-15

Determinant af potens Potenser 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 Calculus 1-2003 Uge 38.1-16

Determinant af potens Potenser 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 ( ) k 1 2 3 4 = 1 2 3 4 k = ( 10) k Calculus 1-2003 Uge 38.1-16

Determinant af invers matrix Sætning 12 (Inversreglen) En kvadratisk matrix A er invertibel, hvis og kun hvis A 0. Der gœlder hvis A 0. A 1 = 1 A Calculus 1-2003 Uge 38.1-17

Determinant af invers matrix Sætning 12 (Inversreglen) En kvadratisk matrix A er invertibel, hvis og kun hvis A 0. Der gœlder hvis A 0. Bevis A 1 = 1 A 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 1-2003 Uge 38.1-17

Brug inversreglen Eksempel Matricen har determinant 1 2 3 A = 4 5 6 2 3 0 A = 12 Calculus 1-2003 Uge 38.1-18

Brug inversreglen Eksempel Matricen har determinant A = 1 2 3 4 5 6 2 3 0 A = 12 A er invertibel og den inverse har determinant A 1 = A 1 = 1 12 Calculus 1-2003 Uge 38.1-18

Determinant af negative potenser Negative potenser 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 Calculus 1-2003 Uge 38.1-19

Determinant af negative potenser Negative potenser 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 ( ) 1 1 2 3 4 = 1 10 Calculus 1-2003 Uge 38.1-19

Determinant af negative potenser Negative potenser 1 2 = ( 1) 4 2 3 = 10 3 4 ( ) 1 1 2 3 4 = 1 10 ( ) k 1 2 3 4 = 1 ( 10) k Calculus 1-2003 Uge 38.1-19

Determinant af alle potenser Potensreglen for determinant Calculus 1-2003 Uge 38.1-20

Determinant af alle potenser Potensreglen for determinant Hvis A 0 så A k = A k for alle hele tal k. Calculus 1-2003 Uge 38.1-20

Determinant af alle potenser Potensreglen for determinant Hvis A 0 så A k = A k for alle hele tal k. Hvis A = 0 så A k = 0 for alle hele tal k > 0. Calculus 1-2003 Uge 38.1-20

Jacobimatricen [LA] 2.2 Kædereglen i matrix-formulering Definition For en differentiabel afbildning g : R n R n (u 1,...,u n ) (g 1 (u 1,...,u n ),...,g n (u 1,...,u n )) er Jacobideterminanten determinanten af Jacobimatricen g 1 g u 1... 1 u n d u (g) =..... g n u 1... g n u n Calculus 1-2003 Uge 38.1-21

Jacobimatricen [LA] 2.2 Kædereglen i matrix-formulering Eksempel For afbildning g : R 2 R 2 er Jacobideterminanten (u 1,u 2 ) (u 2 1 + u 2 2,u 1 u 2 ) d u (g) = d u (g) = g g 1 u 1 g 2 1 u 2 g 2 u 1 u 2 2u 1 2u 2 u 2 u 1 = 2u2 1 2u 2 2 Calculus 1-2003 Uge 38.1-22

Ligningssystem og determinant Sætning 13 (Entydig løsning) 1. Et homogent ligningssystem med en kvadratisk koefficientmatrix A har en egentlig løsning (uendelig mange), hvis og kun hvis A = 0. Calculus 1-2003 Uge 38.1-23

Ligningssystem og determinant Sætning 13 (Entydig løsning) 1. Et homogent ligningssystem med en kvadratisk koefficientmatrix A har en egentlig løsning (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 1-2003 Uge 38.1-23

Bestem entydig løsning Opgave 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 1-2003 Uge 38.1-24

Bestem entydig løsning Opgave - løsning Beregn determinanten 1 1 1 A = 1 t 1 = 1 1 t 1 1 1 0 t 1 0 0 0 t 1 = (t 1) 2 Calculus 1-2003 Uge 38.1-25

Bestem entydig løsning Opgave - løsning Beregn determinanten 1 1 1 A = 1 t 1 = 1 1 t 1 1 1 0 t 1 0 0 0 t 1 = (t 1) 2 For t 1 har det homogene ligningssystem entydig løsning x = 0. Ax = 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-25

Bestem alle løsninger Opgave - løsning For t = 1 er den reducerede form af ligningssystemet x 1 + x 2 + x 3 = 0 Calculus 1-2003 Uge 38.1-26

Bestem alle løsninger Opgave - løsning For t = 1 er den reducerede form af ligningssystemet Dette giver løsninger x 1 x 2 x 3 x 1 + x 2 + x 3 = 0 = x 2 1 1 0 + x 3 1 0 1 Calculus 1-2003 Uge 38.1-26