Lineaarialgebra, kertausta aiheita

Samankaltaiset tiedostot
Matemaattinen Analyysi / kertaus

Ortogonaaliset matriisit, määritelmä 1

Lineaarialgebra II, MATH.1240 Matti laaksonen, Lassi Lilleberg

6 MATRIISIN DIAGONALISOINTI

Matematiikka B2 - Avoin yliopisto

Neliömatriisi A on ortogonaalinen (eli ortogonaalimatriisi), jos sen alkiot ovat reaalisia ja

Insinöörimatematiikka D

Aiheet. Kvadraattinen yhtälöryhmä. Kvadraattinen homogeeninen YR. Vapaa tai sidottu matriisi. Vapauden tutkiminen. Yhteenvetoa.

Pienimmän neliösumman menetelmä (PNS)

Kanta ja Kannan-vaihto

Matematiikka B2 - TUDI

Pienimmän neliösumman menetelmä (PNS)

Pienimmän neliösumman menetelmä (PNS)

Ortogonaalisen kannan etsiminen

1 Ominaisarvot ja ominaisvektorit

Alkeismuunnokset matriisille, sivu 57

Päättelyn voisi aloittaa myös edellisen loppupuolelta ja näyttää kuten alkupuolella, että välttämättä dim W < R 1 R 1

Pienimmän Neliösumman menetelmä (PNS)

Neliömatriisin adjungaatti, L24

Ominaisarvoon 4 liittyvät ominaisvektorit ovat yhtälön Ax = 4x eli yhtälöryhmän x 1 + 2x 2 + x 3 = 4x 1 3x 2 + x 3 = 4x 2 5x 2 x 3 = 4x 3.

Aiheet. Kvadraattinen yhtälöryhmä. Kvadraattinen homogeeninen YR. Vapaa tai sidottu matriisi. Vapauden tutkiminen. Yhteenvetoa.

Ominaisarvo ja ominaisvektori

5 Ominaisarvot ja ominaisvektorit

5 OMINAISARVOT JA OMINAISVEKTORIT

Insinöörimatematiikka D

Paikannuksen matematiikka MAT

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Inversio-ongelmien laskennallinen peruskurssi Luento 2

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

1 Singulaariarvohajoitelma

Similaarisuus. Määritelmä. Huom.

MATRIISIALGEBRA. Harjoitustehtäviä syksy Olkoot A =, B =

Ominaisarvo-hajoitelma ja diagonalisointi

C = {(x,y) x,y R} joiden joukossa on määritelty yhteen- ja kertolasku seuraavasti

Ratkaisuehdotukset LH 7 / vko 47

3 Lineaariset yhtälöryhmät ja Gaussin eliminointimenetelmä

Sisätuloavaruudet. 4. lokakuuta 2006

Matriisialgebra harjoitukset, syksy x 1 + x 2 = a 0

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Osoita, että täsmälleen yksi vektoriavaruuden ehto ei ole voimassa.

TMA.111 Matemaattinen analyysi c Matti Laaksonen, 2003

Harjoitusten 5 vastaukset

Demorastitiedot saat demonstraattori Markus Niskaselta Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/104

Insinöörimatematiikka D

MS-A0003/A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 6

Insinöörimatematiikka D

Esimerkki 4.4. Esimerkki jatkoa. Määrää matriisin ominaisarvot ja -vektorit. Ratk. Nyt

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

3 Lineaariset yhtälöryhmät ja Gaussin eliminointimenetelmä

2.5. Matriisin avaruudet ja tunnusluvut

6. OMINAISARVOT JA DIAGONALISOINTI

Matriisit ja vektorit Matriisin käsite Matriisialgebra. Olkoon A = , B = Laske A + B, , 1 3 3

Tällä viikolla viimeiset luennot ja demot. Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/162

(1.1) Ae j = a k,j e k.

Esimerkki 19. Esimerkissä 16 miniminormiratkaisu on (ˆx 1, ˆx 2 ) = (1, 0).

Lineaarikuvauksen R n R m matriisi

Insinöörimatematiikka D

ominaisvektorit. Nyt 2 3 6

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

8 KANNAT JA ORTOGONAALISUUS. 8.1 Lineaarinen riippumattomuus. Vaasan yliopiston julkaisuja 151

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Ax, y = x, A y. A = A A hermiittinen. Jokainen reaalinen ja symmetrinen matriisi on määritelmän mukaan myös hermiittinen. A =, HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Ensi viikon luennot salissa X. Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/66

Numeeriset menetelmät

MS-A0004/MS-A0006 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 6 / vko 42

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Liittomatriisi. Liittomatriisi. Määritelmä 16 Olkoon A 2 M(n, n). Matriisin A liittomatriisi on cof A 2 M(n, n), missä. 1) i+j det A ij.

Matriisilaskenta, LH4, 2004, ratkaisut 1. Hae seuraavien R 4 :n aliavaruuksien dimensiot, jotka sisältävät vain

MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta

Determinantit. Kaksirivinen determinantti. Aiheet. Kaksirivinen determinantti. Kaksirivinen determinantti. Kolmirivinen determinantti

Tyyppi metalli puu lasi työ I II III

OMINAISARVOISTA JA OMINAISVEKTOREISTA

Lineaarikuvausten. Lineaarikuvaus. Lineaarikuvauksia. Ydin. Matriisin ydin. aiheita. Aiheet. Lineaarikuvaus. Lineaarikuvauksen matriisi

ja F =

4. Lasketaan transienttivirrat ja -jännitteet kuvan piiristä. Piirielimien arvot ovat C =

Ominaisvektoreiden lineaarinen riippumattomuus

Insinöörimatematiikka D

Lineaariset mollit, kl 2017, Harjoitus 1

tyyppi metalli puu lasi työ I II III metalli puu lasi työ

3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset. Olkoot A 2 := AA =

3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset. 3.2 Matriisien laskutoimitukset

Matikkapaja keskiviikkoisin klo Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/81

Tehtäväsarja I Seuraavat tehtävät liittyvät kurssimateriaalin lukuun 7 eli vapauden käsitteeseen ja homogeenisiin

Käänteismatriisi 1 / 14

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Neliömatriisit A ja B ovat similaareja toistensa suhteen, A B, jos on olemassa kääntyvä matriisi P, jolle pätee A = PBP 1.

1 Matriisit ja lineaariset yhtälöryhmät

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Simo Jaakkola. Ortogonaalisuudesta

Insinöörimatematiikka D, laskuharjoituksien esimerkkiratkaisut

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 5. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 5 () Numeeriset menetelmät / 28

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

2.8. Kannanvaihto R n :ssä

Monissa käytännön ongelmissa ei matriisiyhtälölle Ax = b saada ratkaisua, mutta approksimaatio on silti käyttökelpoinen.

Tehtäväsarja I Seuraavat tehtävät liittyvät kurssimateriaalin lukuun 7 eli vapauden käsitteeseen ja homogeenisiin

1.1. Määritelmiä ja nimityksiä

Lineaarialgebra (muut ko)

Ortogonaalinen ja ortonormaali kanta

Matriisiteoria Harjoitus 1, kevät Olkoon. cos α sin α A(α) = . sin α cos α. Osoita, että A(α + β) = A(α)A(β). Mikä matriisi A(α)A( α) on?

Transkriptio:

Lineaarialgebra, kertausta aiheita

Matriisitulo käänteismatriisi determinantin kehittäminen determinantin ominaisuudet adjungaatti ja Cramerin kaavat

yhtälöryhmän eri esitystavat Gauss-Jordan -algoritmi Cramerin kaavat Erikoistapaukset

Määritelmä (1) Vektorisysteemi { u 1, u 2,..., u n } on lineaarisesti riippumaton (eli vapaa), jos (λ 1 u 1 + λ 2 u 2 +... λ n u n = 0) (λ 1 = λ 2 = = λ n = 0) (1) (2)Vektorisysteemi { u 1, u 2,..., u n } on vapaa, jos mitään vektoreista ei voida lausua muiden lineaarikombinaationa.

Lauseita Olkoon U matriisi (m n), jonka sarakkeissa on vektorit { u 1, u 2,..., u n }. (3) Jos m = n, niin { u 1, u 2,..., u n } on vapaa, jos ja vain jos det(u) 0. (4) Jos m > n, niin { u 1, u 2,..., u n } on vapaa, jos ja vain jos det(u T U) 0.

Määritelmä Matriisin säännöllisyysaste on sen vapaiden sarakkeiden lukumäärä. n n neliömatriisi A on säännöllinen A 1 Det(A) 0 = n A on a matrix of full rank.

Olkoon m > n. Silloin m n matriisille A on voimassa = n Det(A T A) 0 Olkoon m = n. Silloin n n matriisille A on voimassa = n Det(A) 0 Olkoon m < n. Silloin m n matriisille A on voimassa m < n

Vapaaksi karsiminen Tarvittaessa matriisin sarakkeet saadaan karsittua vapaiksi Gaussin algoritmilla. Vapaaksi karsimalla saadaan sarakeavaruuden Col(A) kanta. Tarvittaessa tama kanta voidaan ortonormittaa Gramm-Schmidt algoritmilla

Pseudoinverssi määritelmä Milloin on olemassa? Miten lasketaan? Miten käytetään? Jos m n matriisin A säännöllisyysaste on n, niin on A = (A T A) 1 A T

Pseudoinverssi Käyttö Jos yhtälöryhmällä A x = b on yksikäsitteinen ratkaisu, niin Jos x = A b c 1 a 1 + c 2 a 2 + + c n a n = A c = ˆ y y niin parhaat kertoimet (PNS) saadaan kaavalla c = A y, ˆ y = AA y

määritelmiä Lineaarikuvauksen määritelmä Lineaarikuvauksen ydin ja kuva Lineaarikuvauksen matriisi Matriisin sarakeavaruus Matriisin ydin

Määritelmiä Lineaariavaruuden kanta (1) on vapaa ja (2) virittää koko lineaariavaruuden Kantavektoreiden lukumäärä on. Jos vektoreita on liikaa, systeemi voidaan karsia vapaaksi > saadaan selville

Koordinaatit kannassa Vektorin a koordinaattivektori kannassa U = { u 1, u 2,..., u n } on c, jos a = c 1 u 1 + c 2 u 2 + + c n u n = U c

Kaavat Olkoon U ja W kaksi kantaa ja U = W A Jos a = U c u = W c w, niin c w = A c u, ja c u = A 1 c w.

Määritelmä Olkoon T säännöllinen matriisi. Matriisit A ja B ovat similaariset, jos ja A = T 1 BT Similaarisilla matriiseilla on samat ominaisarvot Diagonalisointi

Q on ortogonaalinen, jos Q T = Q 1 Ortogonaalisen matriisin sarakkeet muodostavat ortonormitetun kannan. Ortonormitus: Gramm-Schmidt QR -hajoitelma

ehtävä Defektiivisyys Symmetrisen reaalisen matriisin ominaisarvotehtävä helppo! Yhteys singulaariarvohajoitelmaan

Muuta Singulaariarvohajoitelma Matriisinormit Matriisin kuntoluku Neliömuodot Miten laaditaan neliömuotoon liittyvä symmetrinen matriisi? Miten symmetrisen matriisin definiittisyys tutkitaa? Ominaisarvojen tulo on Det(A) Ominaisarvojen summa on Trace(A)

Pienimmän Neliösumman Menetelmä (OLS) Selitettävä vektori y (aikasarja) Selittävät vektorit x 1, x 2,..., x n (aikasarjat) Selitysmalli y = c 1 x 1 + c 2 x 2 + + c n x n = X c. yhteys ortonaali-projektioon Yhteys in (X c = y) parhaat kertoimet ovat ĉ = X y Mallin antama estimaatti ŷ = X ĉ on lähinnä selitettävää aikasarjaa y oleva lineaarikombinaatio selittävistä aikasarjoista x i.