Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Samankaltaiset tiedostot
Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I. LM1, Kesä /218

Insinöörimatematiikka D

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I

Ominaisvektoreiden lineaarinen riippumattomuus

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

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I, HY Kurssikoe Ratkaisuehdotus. 1. (35 pistettä)

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

Johdatus lineaarialgebraan

Oppimistavoitematriisi

Ortogonaalisen kannan etsiminen

Oppimistavoitematriisi

Kannan vektorit siis virittävät aliavaruuden, ja lisäksi kanta on vapaa. Lauseesta 7.6 saadaan seuraava hyvin käyttökelpoinen tulos:

Lineaarikuvauksen R n R m matriisi

Vektoreiden virittämä aliavaruus

Johdatus lineaarialgebraan

Insinöörimatematiikka D

Johdatus lineaarialgebraan

Vapaus. Määritelmä. jos c 1 v 1 + c 2 v c k v k = 0 joillakin c 1,..., c k R, niin c 1 = 0, c 2 = 0,..., c k = 0.

Vektorien virittämä aliavaruus

Matematiikka B2 - TUDI

10 Matriisit ja yhtälöryhmät

3 Lineaariset yhtälöryhmät ja Gaussin eliminointimenetelmä

Ominaisarvo ja ominaisvektori

3 Lineaariset yhtälöryhmät ja Gaussin eliminointimenetelmä

Johdatus lineaarialgebraan

Lineaariset yhtälöryhmät ja matriisit

Matemaattinen Analyysi / kertaus

Kertausta: avaruuden R n vektoreiden pistetulo

Tehtäväsarja I Kertaa tarvittaessa materiaalin lukuja 1 3 ja 9. Tarvitset myös luvusta 4 määritelmän 4.1.

Lineaarikombinaatio, lineaarinen riippuvuus/riippumattomuus

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

1 Matriisit ja lineaariset yhtälöryhmät

Insinöörimatematiikka D

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.

Vapaus. Määritelmä. jos c 1 v 1 + c 2 v c k v k = 0 joillakin c 1,..., c k R, niin c 1 = 0, c 2 = 0,..., c k = 0.

Vapaus. Määritelmä. Vektorijono ( v 1, v 2,..., v k ) on vapaa eli lineaarisesti riippumaton, jos seuraava ehto pätee:

Matematiikka B2 - Avoin yliopisto

Vektorien pistetulo on aina reaaliluku. Esimerkiksi vektorien v = (3, 2, 0) ja w = (1, 2, 3) pistetulo on

Osoita, että täsmälleen yksi vektoriavaruuden ehto ei ole voimassa.

Ennakkotehtävän ratkaisu

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3 /

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

Ortogonaalinen ja ortonormaali kanta

x 2 x 3 x 1 x 2 = 1 2x 1 4 x 2 = 3 x 1 x 5 LINEAARIALGEBRA I Oulun yliopisto Matemaattisten tieteiden laitos 2014 Esa Järvenpää, Hanna Kiili

ominaisvektorit. Nyt 2 3 6

Similaarisuus. Määritelmä. Huom.

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II. LM2, Kesä /141

7 Vapaus. 7.1 Vapauden määritelmä

Ristitulolle saadaan toinen muistisääntö determinantin avulla. Vektoreiden v ja w ristitulo saadaan laskemalla determinantti

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.

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Matriisien tulo. Matriisit ja lineaarinen yhtälöryhmä

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Matikkapaja keskiviikkoisin klo Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/210

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

JAKSO 2 KANTA JA KOORDINAATIT

2.5. Matriisin avaruudet ja tunnusluvut

MS-A0003/A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 6

Insinöörimatematiikka D

5 OMINAISARVOT JA OMINAISVEKTORIT

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

Tehtäväsarja I Kerrataan lineaarikuvauksiin liittyviä todistuksia ja lineaarikuvauksen muodostamista. Sarjaan liittyvät Stack-tehtävät: 1 ja 2.

Insinöörimatematiikka D

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

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Ominaisarvo ja ominaisvektori

Lineaarialgebra, kertausta aiheita

Insinöörimatematiikka D

HY / Avoin yliopisto Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II, kesä 2015 Harjoitus 1 Ratkaisut palautettava viimeistään maanantaina klo

Lineaarialgebra (muut ko)

Käänteismatriisi 1 / 14

Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt Laskuharjoitus 1 / vko 44

Ortogonaaliset matriisit, määritelmä 1

Bijektio. Voidaan päätellä, että kuvaus on bijektio, jos ja vain jos maalin jokaiselle alkiolle kuvautuu tasan yksi lähdön alkio.

Ville Turunen: Mat Matematiikan peruskurssi P1 1. välikokeen alueen teoriatiivistelmä 2007

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

802320A LINEAARIALGEBRA OSA I

3.1 Lineaarikuvaukset. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. 3.1 Lineaarikuvaukset. 3.1 Lineaarikuvaukset

Johdatus lineaarialgebraan

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III

Insinöörimatematiikka D, laskuharjoituksien esimerkkiratkaisut

Havainnollistuksia: Merkitään w = ( 4, 3) ja v = ( 3, 2). Tällöin. w w = ( 4) 2 + ( 3) 2 = 25 = 5. v = ( 3) = 13. v = v.

Kanta ja Kannan-vaihto

x = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );

Määritelmä 1. Olkoot V ja W lineaariavaruuksia kunnan K yli. Kuvaus L : V. Termejä: Lineaarikuvaus, Lineaarinen kuvaus.

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

6 Vektoriavaruus R n. 6.1 Lineaarikombinaatio

802118P Lineaarialgebra I (4 op)

MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta

802120P Matriisilaskenta (5 op)

VEKTORIT paikkavektori OA

Seuraava luento ti on salissa XXII. Lineaarialgebra (muut ko) p. 1/117

1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus

Avaruuden R n aliavaruus

Kantavektorien kuvavektorit määräävät lineaarikuvauksen

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II. LM2, Kesä /310

Transkriptio:

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I 13.6.2013 HY / Avoin yliopisto Jokke Häsä, 1/12

Käytännön asioita Kesäkuun tentti: ke 19.6. klo 17-20, päärakennuksen sali 1. Anna palautetta kurssisivulle ilmestyvällä lomakkeella!, 2/12

Mitä kurssin jälkeen? Tämän kurssin tiedot riittävät (lineaarialgebran osalta) pohjaksi monille muille kurssille, esim. Vektorianalyysi, Differentiaaliyhtälöt I, Stokastiset prosessit,... Varsinkin matematiikkaa tai fysiikkaa pidemmälle lukevan täytyy opiskella myös jatko-osa. Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II kertaa ja syventää tämän kurssin tietoja ja taitoja muitakin vektoriavaruuksia kuin R n lineaarikuvauksia ja muita uusia asioita Jos aihe kiinnostaa, katso myös kurssisivulta löytyvää listaa lineaarialgebran sovelluskohteista., 3/12

Kurssilla opittua Vektorien laskutoimitukset yhteenlasku, erotus ja skalaarikertolasku laskutoimitusten havainnollistaminen piste, paikkavektori, suuntajana Lineaarikombinaatio: a 1 v 1 + + a k v k Suorat ja tasot suora { p + t v t R} taso { p + s v + t w s, t R} paikka- ja suuntavektorit origon kautta tai ei Aliavaruus lineaarikombinaatioiden joukko: W = {a 1 v 1 + + a k v k a 1,..., a k R}, 4/12

Kurssilla opittua Gaussin Jordanin menetelmä porrasmatriisi ja redusoitu porrasmatriisi ratkaisujen lukumäärän määrittäminen ristiriita, vapaat muuttujat, yksikäsitteinen ratkaisu Aliavaruuden virittäminen w span{ v 1,..., v k }, jos w = x 1 v 1 + + x k v k joillakin x 1,..., x k R onko yhtälöryhmällä ratkaisuja? koko avaruuden virittäminen: w mielivaltainen Vapaus (eli lineaarinen riippumattomuus) jono ( v 1,..., v k ) on vapaa, jos yhtälöllä c 1 v 1 + + c k v k = 0 vain yksi ratkaisu jos jono on sidottu, jokin vektoreista on toisten lineaarikombinaatio jos vektoreita enemmän kuin komponentteja, jono sidottu, 5/12

Kurssilla opittua Homogeeninen yhtälöryhmä aina triviaaliratkaisu x 1 = 0,..., x k = 0 Aliavaruuden kanta vapaa virittäjäjono jokainen aliavaruuden vektori voidaan esittää täsmälleen yhdellä tavalla kantavektorien lineaarikombinaationa koordinaatit: lineaarikombinaatioesityksen kertoimet dimensio: kantavektorien lukumäärä Matriisit laskutoimitukset: yhteenlasku, skalaarikertolasku, matriisikertolasku ykkösmatriisi: AI = A ja IA = A käänteismatriisin määritelmä: AB = I ja BA = I sarakevektorit, 6/12

Kurssilla opittua Matriisit ja yhtälöryhmät yhtälöryhmän ratkaiseminen käänteismatriisin avulla: jos A x = b ja A on kääntyvä, niin x = A 1 b mikä kaikki yhtäpitävää kääntyvyyden kanssa käänteismatriisin löytäminen Determinantti determinantin laskusäännöt matriisi kääntyvä, jos ja vain jos determinantti ei 0 Ominaisarvot ja ominaisvektorit määritelmä: A v = λ v ominaisarvojen löytäminen: det(a λi) = 0 ominaisvektorien löytäminen: (A λi) v = 0 diagonalisointi: P 1 AP = D, 7/12

Kurssilla opittua Pistetulo normi: v = v v etäisyys: d( v, w) = v w yksikkövektori: v = 1 v w kulma: cos α = v w kohtisuoruus: v w = 0 projektio: proj w ( v) = v w w w w Ristitulo kohtisuoran vektorin löytäminen, 8/12

Käsitekartta aliavaruus, determinantti, dimensio, eliminointimenetelmä, kanta, kohtisuoruus, koordinaatit, käänteismatriisi, lineaarikombinaatio, matriisi, normi, ominaisarvo, ominaisvektori, pistetulo, porrasmatriisi, projektio, ristitulo, suora, taso, vapaus, vektori, virittäminen, yhtälöryhmä, ykkösmatriisi, 9/12

Luentotehtävä 1 Osoite: m.socrative.com Huoneen numero: 969797 Oletetaan, että v, w R 3 \ { 0}. Mikä seuraavista väitteistä on sellainen, että siitä ei voi tietää, pitääkö se paikkansa vai ei? A v v = 0 B ( v proj w ( v)) w = 0 C proj w ( v) w = 0 D v ( v w) = 0 E v ( w w) = 0, 10/12

Luentotehtävä 2 Eräällä avaruuden R 5 aliavaruudella W on kanta ( v 1, v 2, v 3 ). Matriisi A on muodostettu niin, että sen sarakkeina ovat vektorit v 1, v 2 ja v 3. Mikä seuraavista väitteistä ei pidä paikkaansa? A Matriisista A saatavassa porrasmatriisissa on nollarivejä. B Matriisista A saatavassa porrasmatriisissa on jokaisessa sarakkeessa johtava alkio. C Matriisi A on kääntyvä. D Yhtälöryhmällä A x = 0 on yksikäsitteinen ratkaisu. E Jos w W, niin yhtälöryhmällä A x = w on yksikäsitteinen ratkaisu., 11/12

Hyvää kesää ja onnea kokeeseen! http://xkcd.com/55/, 12/12