Uitwerkingen huiswerk week 6

Vergelijkbare documenten
Lineaire Algebra voor ST

Stelsels Vergelijkingen

Lineaire Algebra (wi2142tn) Les 5: Determinanten. Joost de Groot Les 5. Faculteit EWI, Toegepaste Wiskunde. Technische Universiteit Delft

De inverse van een matrix

PROEFEXAMEN LINEAIRE ALGEBRA dinsdag 22 november 2016

Ruimtewiskunde. college. De determinant en lineaire afbeeldingen. Vandaag. De determinant van een matrix. Toepassing: oppervlakte en inhoud

Tentamen Lineaire Algebra 2

PROEFEXAMEN LINEAIRE ALGEBRA donderdag 17 november 2011

WI1808TH1/CiTG - Lineaire algebra deel 1

Determinanten. Definities en eigenschappen

Hoofdstuk 3 : Determinanten

Basiskennis lineaire algebra

11.0 Voorkennis V

Uitwerkingen huiswerk week 7

Uitwerkingen huiswerk week 7

3.2 Vectoren and matrices

Bekijk nog een keer het stelsel van twee vergelijkingen met twee onbekenden x en y: { De tweede vergelijking van de eerste aftrekken geeft:

Vragen, samenvattingen en uitwerkingen Lineaire algebra 1 - UvA

te vermenigvuldigen, waarbij N het aantal geslagen Nederlandse munten en B het aantal geslagen buitenlandse munten zijn. Het resultaat is de vector

ONBETWIST ONderwijs verbeteren met WISkunde Toetsen Voorbeeldtoetsen Lineaire Algebra Deliverable 3.10 Henk van der Kooij ONBETWIST Deliverable 3.

Antwoorden op de theoretische vragen in de examen voorbereiding

Het oplossen van stelsels lineaire vergelijkingen Wiskunde 2, 2DM60 College 2b

Definities, stellingen en methoden uit David Poole s Linear Algebra A Modern Introduction - Second Edtion benodigd voor het tentamen Matrix Algebra 2

Matrixalgebra (het rekenen met matrices)

Determinanten. , dan is det A =

Matrixoperaties. Definitie. Voorbeelden. Een matrix is een rechthoekig array van getallen, die kentallen of elementen heten.

Eigenwaarden en Diagonaliseerbaarheid

College WisCKI. Albert Visser. 16 januari, Department of Philosophy, Faculty Humanities, Utrecht University. Loodrechte Projectie

Eigenwaarden en eigenvectoren

Lineaire Algebra Een Samenvatting

Lineaire Algebra (2DD12) Laatste nieuws in 2012

Tentamen lineaire algebra voor BWI dinsdag 17 februari 2009, uur.

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Lineaire Algebra voor ST

Aanvullingen bij Hoofdstuk 8

TENTAMEN LINEAIRE ALGEBRA 1 donderdag 23 december 2004,

Lineaire Algebra voor ST

Vierde huiswerkopdracht Lineaire algebra 1

x = b 1 x 1 , b = x n b m i,j=1,1 en een vector [x j] n j=1 m n a i,j x j j=1 i=1

4. Determinanten en eigenwaarden

UITWERKINGEN d. Eliminatie van a geeft d. Eliminatie van b,

Ter Leering ende Vermaeck

Uitwerkingen tentamen lineaire algebra 2 13 januari 2017, 10:00 13:00

Lineaire Algebra voor ST

Lineaire Algebra. Bovendriehoeks- en onderdriehoeks vorm: onder (boven) elke leidende term staan enkel nullen

3 Wat is een stelsel lineaire vergelijkingen?

Geef niet alleen antwoorden, maar bewijs al je beweringen.

Lineaire Algebra voor ST

vandaag is Annie twee jaar jonger dan Ben en Cees samen

Kwantummechanica Donderdag, 13 oktober 2016 OPGAVEN SET HOOFDSTUK 4. Bestudeer Appendix A, bladzijden van het dictaat.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

HERTENTAMEN WISKUNDIGE BEELDVERWERKINGSTECHNIEKEN

Uitwerkingen Lineaire Algebra I (wiskundigen) 22 januari, 2015

Driehoeksongelijkheid en Ravi (groep 1)

Tentamen Lineaire Algebra

EXAMEN LINEAIRE ALGEBRA EN MEETKUNDE I

Tentamen Lineaire Algebra voor BMT en TIW (2DM20) op vrijdag 11 mei 2007, 9:00 12:00 uur.

Opgaven Getaltheorie en Cryptografie (deel 4) Inleverdatum: 13 mei 2002

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE Afdeling Kwantitatieve Economie

Lineaire Algebra WISB121. F.Beukers 2018 Departement Wiskunde

Hints en antwoorden bij de vragen van de cursus Lineaire Algebra en Meetkunde

Tentamen lineaire algebra 2 18 januari 2019, 10:00 13:00 Uitwerkingen (schets)

1 Eigenwaarden en eigenvectoren

Lineaire Algebra voor ST

Aanvullingen bij Hoofdstuk 6

Vincent van der Noort Scoop vult de gaten in onze kennis... Het gevoel van eigenwaarden van David J. Griffith

Vectorruimten en deelruimten

15 Uitwerkingen Lineaire Algebra

Tentamen Lineaire Algebra UITWERKINGEN

Eindtermen Lineaire Algebra voor E vor VKO (2DE01)

Determinanten. Hoofdstuk Inleiding

Vectormeetkunde in R 3

Lineaire Algebra voor ST

Kwantitatieve Economie / Faculteit Economie en Bedrijfskunde / Universiteit van Amsterdam. Schrijf je naam en studentnummer op alles dat je inlevert.

Lineaire Algebra voor ST

8.1 Herleiden [1] Herleiden bij vermenigvuldigen: -5 3a 6b 8c = -720abc 1) Vermenigvuldigen cijfers (let op teken) 2) Letters op alfabetische volgorde

6.1 Kwadraten [1] HERHALING: Volgorde bij berekeningen:

Lineaire Algebra en Vectorcalculus 2DN60 College 5.a Basis en dimensie

Lineaire Algebra voor ST

1 Stelsels lineaire vergelijkingen.

6.1 Kwadraten [1] HERHALING: Volgorde bij berekeningen:

Kies voor i een willekeurige index tussen 1 en r. Neem het inproduct van v i met de relatie. We krijgen

Hoofdstuk 3. Matrices en stelsels. 3.1 Matrices. [[1,7]],[[12,8] ] of [ 1, 7; 12,8 ] bepaalt de matrix

Lineaire afbeeldingen

Hoofdstuk 3 : Determinanten

M1 Wiskundig taalgebruik en notaties

Examenvragen Hogere Wiskunde I

Lineaire afbeeldingen

Lineaire Algebra voor ST

Lineaire Algebra voor ST

Samenvatting Lineaire Algebra, periode 4

8.1 Herleiden [1] Herleiden bij vermenigvuldigen: -5 3a 6b 8c = -720abc 1) Vermenigvuldigen cijfers (let op teken) 2) Letters op alfabetische volgorde

3.1 Haakjes wegwerken [1]

(2) Stel een parametervoorstelling op van de doorsnijdingskromme van sfeer en cilinder in de voorkeurpositie.

Coëfficiënten matrix = matrix waarin de rechterkolom geen oplossing van de vergelijking is. 1. Lineair systeem = Stelsel van lineaire vergelijkingen

Tussentijdse Toets Wiskunde 2 1ste bachelor Biochemie & Biotechnologie, Chemie, Geografie, Geologie en Informatica april 2011

Lineaire Algebra voor W 2Y650

EXAMENVRAGEN RUIMTEMEETKUNDE I (niet-analytische meetkunde)

Hoofdstuk 9. Vectorruimten. 9.1 Scalairen

TENTAMEN LINEAIRE ALGEBRA 2 dinsdag 3 april 2007,

Transcriptie:

Lineaire algebra 2 najaar 2008 Uitwerkingen huiswerk week 6 Opgave( 21. ) a b Zij A = F 2 2. (i) Laat zien dat deta noodzakelijk van de vorm deta = ad bc is (door A op bovendriehoeksvorm te transformeren). (ii) Ga na dat de functie det A = ad bc inderdaad aan de eisen voor de determinant voldoet. Oplossing: (i) Neem eerst aan dat a 0. Dan is det a(d c ab) = ad bc. Als wel a = 0 maar c 0, is det ( ) a b ( ) a b = det 0 d c a b ( ) ( ) 0 b = det = cb = ad bc 0 b (want a = 0). ( ) 0 b Als a = 0 en c = 0, is det = 0 d = 0 = ad bc (want a = c = 0). 0 d ( ) a1 + a (ii) Er geldt det 2 b 1 + b 2 = (a 1 + a 2 )d (b 1 + b 2 )c = a 1 d b 1 c + ( ) ( ) ( ) a1 b a 2 d b 2 c = det 1 a2 b + det 2 λa λb. Verder is det = ( ) a1 b (λa)d (λb)c = λ(ad bc) = λdet 1. Dus is deta lineair in de eerste rij van A. Analoog volgt de lineariteit in de tweede rij van A. Stel nu dat de rijen van A lineair afhankelijk zijn. Als (a,b) = (0,0), volgt rechtstreeks dat deta = 0. Stel dus dat (c,d) = λ(a,b). Dan is det A = a(λb) b(λa) = 0. Dat dete = 1 zal duidelijk zijn. = Opgave 22. Bepaal de determinanten van 2 1 1 0 A = 3 2 1 1 t 1 1 R4 4 en B = 1 t 1 R 3 3 1 1 t 0 0 1 1 waarbij t R een willekeurig getal is.

Oplossing: We brengen A met behulp van elementaire rijtransformaties op bovendriehoeksvorm: det A = det 3 2 1 1 2 1 1 0 = det 0 5 2 0 9 3 2 0 0 1 1 0 0 1 1 5 2 = det 0 1 5 2 0 9 3 2 = det 0 1 6 0 0 8 0 0 1 1 0 0 1 1 5 2 = det 0 1 5 2 0 0 1 1 = det 0 1 0 0 1 1 = 14 6 0 0 8 0 0 0 14 Ook B kunnen we met behulp van elementaire rijtransformaties op bovendriehoeksvorm brengen: 1 1 t 1 1 t det B = det 1 t 1 = det 0 t 1 1 t t 1 1 0 1 t 1 t 2 1 1 t = det 0 t 1 1 t = (t 1)(t 2 + t 2) = (t 1) 2 (t + 2) 0 0 2 t t 2 Opgave 23. Laten A F n n, B F m m en C F n m en zij ( ) A C M := F (n+m) (n+m). 0 B Toon aan dat detm = det A detb. Oplossing: Als A of B niet inverteerbaar zijn, is ook M niet inverteerbaar, in dit geval is dus detm = 0 = det A det B. Stel nu dat A en B inverteerbaar zijn. Met behulp van elementaire rijtransformaties laat zich A op bovendriehoeksvorm A brengen. Door hierbij met het verruilen van rijen en het vermenigvuldigen van rijen met getallen rekening te houden en dit in een factor λ F samen te vatten, geldt deta = λdeta. Maar dezelfde rijtransformaties ( op de bovenste n rijen van M toegepast geven een A matrix M C = ) met detm 0 B = λdet M, want de aanpassingen in de determinant zijn dezelfden als bij de transformatie van A naar A. Analoog kunnen we B door elementaire rijtransformaties op bovendriehoeksvorm B brengen, ook hier geven de aanpassingen van de determinant een factor µ F met detb = µ det B. Dezelfde rijtransformaties ( op de onderste m rijen A van M toegepast geven nu een matrix M C = ) 0 B met detm = µ detm.

Aan de ene kant is nu M een bovendriehoeksmatrix en dus det M = deta detb want det M is het product van de diagonaalelementen van A en van B. Dus geldt detm = λdet A µ detb. Aan de andere kant is detm = µ detm = λµ detm. Dus is λdet A µ det B = λµ detm en dus det M = deta det B, want de factoren λ en µ zijn niet 0. Opgave 24. We weten dat de elementaire rijtransformaties gerealiseerd kunnen worden door vermenigvuldiging van links met zekere inverteerbare matrices, verkregen door dezelfde transformatie op de eenheidsmatrix toe te passen: R1: verruilen van de i-de en j-de rij door de matrix P ij ; R2: vermenigvuldigen van de i-de rij met λ 0: M i (λ); R3: optellen van de µ keer de i-de rij bij de j-de rij (i j): O ij (µ). Iedere van de matrices P ij, M i (λ), O ij (µ) heet een elementaire matrix. (i) Laat zien dat det P ij = 1, det M i (λ) = λ en deto ij (µ) = 1. (ii) Zij B F n n en zij X een elementaire matrix. Laat zien dat det(xb) = det X detb. (iii) Geef voor het geval van een inverteerbare matrix A een alternatief bewijs van de stelling det(ab) = det A detb door gebruik ervan te maken dat A een product van elementaire matrices is en deel (ii) toe te passen. Oplossing: (i) Door de i-de en j-de rij van P ij te verruilen, zien we dat detp ij = det E = 1. Door de i-de rij van M i (λ) door λ te delen volgt detm i (λ) = λdete = λ. Optellen van µ keer de i-de rij bij de j-de maakt van O ij (µ) de eenheidsmatrix. Hierbij verandert de determinant niet, dus is deto ij (µ) = det E = 1. (ii) Verruilen van de i-de en de j-de rij van B maakt van B de matrix P ij B met det(p ij B) = detb. Maar dit is volgens deel (i) juist hetzelfde als det P ij det B. Vermenigvuldigen van de i-de rij van B met λ maakt van B de matrix M i (λ)b met det(m i (λ)b) = λdet B. Dit is hetzelfde als detm i (λ) det B. Optellen van µ keer de i-de rij van B bij de j-de maakt van B de matrix O ij (µ)b met det(o ij (µ)b) = detb. Dit is hetzelfde als det O ij (µ) det B. (iii) Bij het transformeren van A op de eenheidsmatrix m.b.h. van elementaire rijtransformaties zien we dat A een product van elementaire matrices is, want uit E r E r 1...E 2 E 1 A = E volgt A = E1 1 E 1 2...Er 1 1 E 1 r. Voor het gemak schrijven we F i := Ei 1, dan is A = F 1 F 2...F r 1 F r met elementaire matrices F i.

Maar dan is deta = det(f 1 F 2... F r 1 F r ) = det F 1 det(f 2...F r 1 F r ) volgens deel (ii). Door dit te herhalen volgt det A = detf 1 detf 2 det(f 3...F r 1 F r ) =... = detf 1 detf 2 F 3... det(f r 1 F r ) = detf 1 detf 2 F 3... det F r 1 detf r. Hetzelfde argument (d.w.z. deel (ii)) toegepast op het product AB geeft det(ab) = det(f 1 F 2...F r 1 F r B) = det F 1 det F 2... detf r 1 det(f r B) = det F 1 det F 2... detf r 1 detf r det B = det A detb. Oefenopgaven week 6 Opgave XXVI Bepaal de determinanten van de volgende matrices: (i) in R 3 3 : 0 0 1 A 1 = 0 2 3, 2 3 4 A 2 = 5 6 0, 1 2 3 A 3 = 4 5 6, 4 5 6 7 0 0 7 8 9 1 3 2 0 1 1 1 2 3 A 4 = 4 8 1, A 5 = 1 2 5, A 6 = 1 2 5 2 2 5 6 4 3 3 1 2 (ii) in C 3 3 : i 2 1 1 2 + i 3 B 1 = 3 1 + i 2, B 2 = 1 i i 1 2i 1 4 i 3i 2 1 + i (iii) in R 4 4 : 1 0 2 3 1 2 3 12 C 1 = 3 1 1 2 0 4 1 1, C 2 = 5 12 14 19 9 22 20 31 2 3 0 1 4 9 14 15 Opgave XXVII

(i) Voor welke factor λ geldt de vergelijking: 3a 1 3a 2 3a 3 a 1 a 2 a 3 det 3b 1 3b 2 3b 3 = λdet b 1 b 2 b 3? 3c 1 3c 2 3c 3 c 1 c 2 c 3 (ii) Voor welke factor λ geldt de vergelijking: 2a 1 2a 2 2a 3 a 1 a 2 a 3 det 3b 1 + 5c 1 3b 2 + 5c 2 3b 3 + 5c 3 = λdet b 1 b 2 b 3? 7c 1 7c 2 7c 3 c 1 c 2 c 3 (iii) Voor welke factor λ geldt de vergelijking: b 1 + c 1 b 2 + c 2 b 3 + c 3 a 1 a 2 a 3 det a 1 + c 1 a 2 + c 2 a 3 + c 3 = λdet b 1 b 2 b 3? a 1 + b 1 a 2 + b 2 a 3 + b 3 c 1 c 2 c 3 Opgave XXVIII a 1 2 (i) Voor welke a R is 1 1 2 niet inverteerbaar? 0 0 1 a b 0 (ii) Voor welke combinatie van getallen a, b R is 1 0 1 wel inverteerbaar? 0 1 0 Opgave XXIX (i) Zij A F n n en λ F. Laat zien dat det(λa) = λ n deta. (ii) Zij A F n n met rijen A 1,A 2,...,A n. Zij B F n n de matrix met de rijen van A in omgekeerde volgorde, d.w.z. B 1 = A n,b 2 = A (n 1),...,B n = A 1. Geef det B afhankelijk van deta aan. { (iii) Bepaal det A voor A F n n 1 als i + j = n + 1 gegeven door A ij =, 0 anders d.w.z. voor 0 0... 0 1 0 0... 1 0 1 A =..... 1 0 1... 0 0 1 0... 0 0

Opgave XXX Zij A F n n van de vorm t 0 0 0 a 0 1 t 0 0 a 1 A = 0 1 t 0 a 2..... 0 0 0 1 t + a n 1 Laat zien dat deta = t n + a n 1 t n 1 +... + a 2 t 2 + a 1 t + a 0. Webpagina: http://www.math.ru.nl/ souvi/la2 08/la2.html