GYAKORLÓ FELADATOK A VEKTORTEREK, MÁTRIXOK, LINEÁRIS EGYENLETRENDSZEREK, LINEÁRIS LEKÉPEZÉSEK, KOMPLEX SZÁMOK témakörökhöz.

Hasonló dokumentumok
Gyakorló feladatok vektoralgebrából

Vektoralgebrai feladatok

Vektorok összeadása, kivonása, szorzás számmal, koordináták, lineáris függetlenség

A döntő feladatai. valós számok!

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

Lineáris algebra gyakorlat

Koordináta - geometria I.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria IV.

2004. december 1. Irodalom

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

Térgeometria feladatok. 2. Egy négyzetes oszlop magassága háromszor akkora, mint az alapéle, felszíne 504 cm 2. Mekkora a testátlója és a térfogata?

Azonosító jel: Matematika emelt szint

BOLYAI MATEMATIKA CSAPATVERSENY DÖNTŐ osztály

Lineáris algebra jegyzet

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

2011. március 9. Dr. Vincze Szilvia

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2011/2012-es tanév első (iskolai) forduló haladók I. kategória

Lineáris algebra és a rang fogalma (el adásvázlat, május 29.) Maróti Miklós

MATEMATIKA HETI 3 ÓRA

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Ha a síkot egyenes vagy görbe vonalakkal feldaraboljuk, akkor síkidomokat kapunk.

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) Döntő. x 3x 2 <

Osztályozó és Javító vizsga témakörei matematikából 9. osztály 2. félév

Javítóvizsga témakörei matematika tantárgyból

1. forduló. MEGOLDÁSOK Pontszerző Matematikaverseny 2015/2016-os tanév

Analízis elo adások. Vajda István szeptember 24. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

Egy emelt szintű érettségi feladat kapcsán Ábrahám Gábor, Szeged

Jelek tanulmányozása

Trigonometria és koordináta geometria

MATLAB. 4. gyakorlat. Lineáris egyenletrendszerek, leképezések

BOLYAI MATEMATIKA CSAPATVERSENY ORSZÁGOS DÖNTŐ SZÓBELI (2012. NOVEMBER 24.) 3. osztály

Operációkutatás. 2. konzultáció: Lineáris programozás (2. rész) Feladattípusok

5. Trigonometria. 2 cos 40 cos 20 sin 20. BC kifejezés pontos értéke?

Emelt szintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Szászné Simon Judit; dátum: november. I. rész

A skatulya-elv alkalmazásai

1. Írja fel prímszámok szorzataként a 420-at! 2. Bontsa fel a et két részre úgy, hogy a részek aránya 5 : 4 legyen!

BOLYAI MATEMATIKA CSAPATVERSENY FŐVÁROSI DÖNTŐ SZÓBELI (2005. NOVEMBER 26.) 5. osztály

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Analízis I. példatár. (kidolgozott megoldásokkal) elektronikus feladatgyűjtemény

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Analízis elo adások. Vajda István október 3. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

MAGISTER GIMNÁZIUM TANMENET OSZTÁLY

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

5. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 5. előadás Lineáris függetlenség

A parabola és az egyenes, a parabola és kör kölcsönös helyzete

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Térgeometria V.

Áramlástechnikai gépek soros és párhuzamos üzeme, grafikus és numerikus megoldási módszerek (13. fejezet)

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

MATEMATIKA PRÓBAÉRETTSÉGI MEGOLDÓKULCS EMELT SZINT

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. MATEMATIKA III. KATEGÓRIA (a speciális tanterv szerint haladó gimnazisták)

Shared IMAP beállítása magyar nyelvű webmailes felületen

Hiányos másodfokú egyenletek. x 8x 0 4. A másodfokú egyenlet megoldóképlete

Egyenletrendszerek. Egyenletrendszerek megoldása

6. modul Egyenesen előre!

Kosztolányi József Kovács István Pintér Klára Urbán János Vincze István. tankönyv. Mozaik Kiadó Szeged, 2013

MATEMATIKA FELADATGYŰJTEMÉNY

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló gimnáziuma) Térgeometria III.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

2. Halmazelmélet (megoldások)

MÁTRIXOK SAJÁTÉRTÉKEINEK ÉS SAJÁTVEKTORAINAK KISZÁMÍTÁSA. 1. Definíció alkalmazásával megoldható feladatok

Párhuzamos programozás

Lineáris Algebra gyakorlatok

Számelméleti feladatok az általános iskolai versenyek tükrében dr. Pintér Ferenc, Nagykanizsa

MATEMATIKA ÍRÁSBELI VIZSGA május 3.

[MECHANIKA- HAJLÍTÁS]

MATEMATIKA PRÓBAÉRETTSÉGI MEGOLDÓKULCS EMELT SZINT

Matematika példatár 6.

4. modul Poliéderek felszíne, térfogata

G Szabályfelismerés feladatcsomag

Lehet vagy nem? Konstrukciók és lehetetlenségi bizonyítások Dr. Katz Sándor, Bonyhád

( ) Schultz János EGYENLŐTLENSÉGEK A HÁROMSZÖG GEOMETRIÁJÁBAN

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Középszintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

Első sorozat (2000. május 22. du.) 1. Oldjamegavalós számok halmazán a. cos x + sin2 x cos x. +sinx +sin2x =

Algebra es sz amelm elet 3 el oad as Rel aci ok Waldhauser Tam as 2014 oszi f el ev

2. előadás: További gömbi fogalmak

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

Diszkrét matematika I., 11. előadás Dr. Takách Géza NyME FMK Informatikai Intézet takach november 22.

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A gyakorlatok HF-inak megoldása Az 1. gyakorlat HF-inak megoldása. 1. Tagadások:

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI október 21. KÖZÉPSZINT I.

Bevezetés a számításelméletbe I. feladatgyűjtemény. Szeszlér Dávid, Wiener Gábor

Elektronikus tananyag MATEMATIKA 10. osztály II. félév

NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM Faipari Mérnöki Kar. Mőszaki Mechanika és Tartószerkezetek Intézet. Dr. Hajdu Endre egyetemi docens MECHANIKA I.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Térgeometria II.

MATEMATIKA ÍRÁSBELI VIZSGA május 8.

VI.11. TORONY-HÁZ-TETŐ. A feladatsor jellemzői

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

Kőszegi Irén MATEMATIKA. 9. évfolyam

43. ORSZÁGOS TIT KALMÁR LÁSZLÓ MATEMATIKAVERSENY MEGYEI FORDULÓ HETEDIK OSZTÁLY JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Elsôfokú egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek

Ábrahám Gábor A háromszög és a terület Feladatok. Feladatok

I. rész. x 100. Melyik a legkisebb egész szám,

1. Mintapélda, amikor a fenék lekerekítési sugár (Rb) kicsi

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Széchenyi István Egyetem. Alkalmazott Mechanika Tanszék

Sztojka Miroszláv LINEÁRIS ALGEBRA Egyetemi jegyzet Ungvár 2013

7. előadás. Vektorok alkalmazásai

Add meg az összeadásban szereplő számok elnevezéseit!

Átírás:

GYAKORLÓ FELADATOK A VEKTORTEREK MÁTRIXOK LINEÁRIS EGYENLETRENDSZEREK LINEÁRIS LEKÉPEZÉSEK KOMPLEX SZÁMOK témakörökhöz. 6 taaszi. zárthelyihez gyakorlás Sok feladathoz an megoldás ezek az anyag égén találhatók. A komplex számokhoz an egy külön file is a honlapon. A feladatok közül néhány Scharnitczky Viktor Feladatgyűteményéből aló.az alábbi feladatsorban a. 8. feladat Őri Istántól (BMF BGK) származik a - feladatok és megoldásai Hegyi Barna gyakorlatanyagából alók és néhány feladat Gyimesi Gergely (példál. 8 ) Haasi László (példál ) Koács Dániel (pl ) Lázár Anna (példál 7) Szláik Zoltán (példál ) oldott meg mindannyian a PPKE ITK doktori iskoláának hallgatói.. Felírható-e a b ektor az a a a ektorok lineáris kombinációaként? b() a () a a ( ) (). ( pont). Lineárisan függetlenek-e az.-beli a a a ektorok?válaszát indokola! ( pont). Tekintse a a ; a ; a ektorokat. 6 Döntse el bázist alkotnak-e ezek a ektorok? ( pont). R -ben Egy lineáris transzformáció mátrixa az alábbi (a szokásos kanoniks bázisokat használa): A 6 8 7 9 Ada meg a két legkisebb saátértékhez tartozó saátektor által bezárt szöget! ( pont).. Számítsa ki az alábbi A 6 -t ha az A mátrix a köetkező ( pont): a. Igaz-e hogy a x -es mátrixok ektorterében a fenti.-beli A mátrixok is ektorteret alkotnak? Indokola álaszát! ( pont)

. Egy R R homogén lineáris leképezést mátrixok szorzásának segítségéel adnk meg a köetkezőképpen: L(x)A.x A. (Feltesszük hogy mind a kiindlási mind a képtérben a szokásos i k bázist használk). Mi az ( ) T ektor képe?. Melyik az a ektor aminek a képe a ektor? ( pont). Mely ektor(ok) képe lesz a ektor? ( pont) 6. Bizonyítsa be hogy az alábbi determináns nem lehet nlla ( pont): 89 998 8 777 66 6 88 7 896 96 6 897 6 9 6 896 A fenti determinánsban két szám egy nagy (német) matematiks neéhez kötődik. Melyik ez a két szám és ki ez a matematiks? ( Az első négy sor észámai többnyire magyar onatkozású történelmi eseményhez kapcsolódnak:) ( pont) Megolási útmtatás: Figyele meg milyen paritású számokat tartalmaz a determináns! Mely szorzat lesz páratlan? Hogyan öhet(ne) ki a nlla szám? 7. Egy Nap körül keringő űrszonda az energiaszükségletét egy háromszög alakú napelem panellel fedezi. A panelt három egymásra merőleges a háromszög csúcsaiba ftó kar tarta és egy mereítő rúd amelyik a háromszög közepe táán érintkezik a panellel és merőleges annak felületére. Mind a négy rúd a szonda oldalán egy pontban an rögzíte. Az egymásra merőleges karok hosszúsága m m illete m s ez tóbbi éppen a Nap irányába mtat. Azoknak a fotonoknak a flxsa amelyekre a napelem érzékeny azaz a Nap m s 8 irányára merőlegesen m felületre másodpercenként db hasznos foton érkezik. 8

Ha minden foton két elektront lök ki a napelem félezetőének paneléből akkor mennyi elektron termelődik egy másodperc alatt? Mekkora szögben esik a napfény a napelem felületére (azaz mekkora a felület normálisa és a Nap iránya által bezárt szög)? Milyen hosszú az a mereítő rúd amely a háromszög alakú panelre merőleges? Nap Panel Fotonok iránya m m m Űrszonda 8. Mekkora szöget zár be egymással egy kocka két kitérő helyzetű lap átlóának egyenese? ( pont) 9. Adottak a P () P (8) pontok és a (-) ektor. 9. Mekkora a P P ektor és a ektor által kifeszített háromszög területe? ( pont) 9. Ada meg a 9. beli háromszög síkának egyenletét! ( pont). Legyen V R ektortér. Adott három V -beli ektor: p ahol p alós paraméter... A p paraméter mely értékére lesznek a ektorok lineárisan összefüggőek? ( pont).. Az előző feladat alapán p értékét álasszk úgy hogy a ektorok bázist alkossanak a V térben. ( pont)

. L lineáris leképezés először a tér ektorait leetíti az XY síkra mad a keletkezett ektorokat tükrözi az X tengelyre. Határozza meg a leképezés mátrixát a szokásos bázisok esetén (térben: i k ; síkban: i ). Számítsa ki az R mátrixot: E B B B R * B. Határozza meg az ( ) x; y; a ektor ismeretlen koordinátáit ha a merőleges ( ) ;; b ektorra és az egy csúcsból indló a b és ( ) ;; c ektorok által meghatározott paralelepipedon térfogata 8 térfogategység!). c c c c c c A. Íra le a fenti mátrixegyenletnek megfelelő lineáris egyenletrendszert! Olda meg a.-ben Ön által megadott lineáris egyenletrendszert Gass-Jordan eliminációal (redkált lépcsős alakkal)!. Az mátrix inerzének kiszámítása NÉLKÜL döntse el hogy megoldható-e az eredeti mátrix egyenlet inerz mátrix segítségéel! Indokola álaszát! (indoklás nélkül pont)

. π 6 x π 7 x π 8 x π 9 x π x?. Mekkora lehet értéke ha az alábbi homogén egyenletrendszernek an triiálistól különböző megoldása? π 6 x π 7 x π 8 x π 9 x a π b c d x e 6. Alább adott egy homogén lineáris transzformáció A mátrixa. Számítsa ki a transzformáció saátértékeit ( pont) és a legkisebb saátértékhez tartozó saátektorát ( pont)! Igaz-e hogy a saátektorok bázist alkotnak? Indokola álaszát! ( pont) A ( i) 7.. Ada meg az ( i) komplex számpár? (6 p) komplex szám. gyökeit! Igaz-e hogy an ezek között kongált 8. A determináns azonnali kifetése nélkül a determináns tladonságainak felhasználásáal bizonyítsa be hogy a a b b a b ( pont)

9. Legyen az ABC háromszög három csúcsa: A() B(-6) C(-). Számítsa ki a a háromszög legnagyobb szögét és az X-Y síkra ett merőleges etületének területét! (6 pont).. Igaz-e hogyha e sík ektorait egy egyenesre etítük az homogén lineáris transzformáció? ( p). Ada meg annak a homogén lineáris transzformációnak a mátrixát az i bázisra onatkozóan amely a sik ektorait először az yx egyenesre tükrözi mad elforgata fokkal! Mi lesz e leképezés mátrixa ha az () (- ) bázisra térünk át? (8 p). Határozza meg az a és b ektorok áltak bezárt szöget! Bázist alkotnak-e R-ben az alábbi ektorok: a() b() c() d() (9 p). Határozza meg az alábbi mátrix saátértékeit saátektorait! A. Határozza meg az a és b ektorok áltak bezárt szöget! Bázist alkotnak-e R-ben az alábbi ektorok: a() b() c() d() (9 p). Olda meg inerzmátrix módszerrel az alábbi egyenletrendszert! x -y x y -6 6. Gass eliminácóal olda meg az alábbi lineáris egyenletrendszert és ada meg az általános megoldást! x -x x -x x x - 8x -x 6x 6 x x 6x -x 7. Bontsa fel az a (;-;7) ektort a (-8;8;-6) ektorral párhzamos és merőleges komponensekre! 8.. Határozza meg az a ( x; y;) ektor ismeretlen koordinátáit ha a merőleges b ( ;; ) ektorra és az egy csúcsból indló a b és c ( ;; ) ektorok által meghatározott paralelepipedon térfogata 8 térfogategység! 8.. Ada meg p és q paraméterek értékét úgy hogy az a (;-;p) b (;;-) c (q;;) ektorok által kifeszített paralelepipedon térfogata legyen és a legyen merőleges b-re!

9. Bizonyítsa a ektorok skaláris szorzatának kiszámítására onatkozó tételt az i k bázisban!. Monda ki és bizonyítsa a egyesszorzat geometriai elentésére onatkozó tételt!. Egy háromszög csúcspontainak koordinátái: A(-; -) B(; -) C(; ). A B csúcsból indló magasságonal az AC oldalt a T pontban metszi. Mekkora az AT szakasz hossza?. Az a (; ) és b ( ; y) ektorok 6 -os szöget zárnak be egymással. Mekkora az y?. Legyen az ABC háromszög három csúcsa: A() B(-6) C(-). Számítsa ki a háromszög X-Y síkra ett merőleges etületének területét!. Határozza meg a köetkező mátrix saátértékeit és saátektorait! A saátektorokat normála úgy hogy egységnyi hosszúak legyenek! A. Egy homogén lineáris transzformáció az i k ektorokat rendre a ektorokba iszi.. Íra fel a leképezés A mátrixát! ( pont). Van-e olyan -nél nagyobb kiteőű hatánya a fenti leképezés A mátrixának amely egyenlő az A -al? ( pont) 6. ( ) ( )? 7. 7.Ada meg annak az R R lineáris transzformációnak a mátrixát amely a sík ektorait (pontait) az y x egyenesre tükrözi ( pont).

7. Ada meg a saátértékek kiszámítása nélkül a 7. transzformáció saátektorait. ( pont) 7. Ada meg a transzformáció értékkészletét alamint az összes olyan ektort melynek képe a nlla ektor! ( pont) 8. Adott két ektor ) 9 ( 8) ( b a. Bontsa fel a-t b-el párhzamos és b-re merőleges összeteőkre! ( pont) 9. Adottak a köetkező pontok: ) ( ) ( () ;) ; ( D C B A. 9. Íra fel az A ponton átmenő BCD síkkal párhzamos sík egyenletét: ( pont) 9. Mekkora a 8.-ben kiszámított sík és az z y x egyenlettel megadott sík által bezárt szög? ( pont). Számítsa ki az A mátrix determinánsát! A. Függetlenek-e az alábi ektorok? (mo) R felett hány dimenziós ektorteret generál a ektorrendszer ha a műeletek a komponensenkénti összeadás és komponensenkénti alós számmal történő szorzás?. Legyen az : R R L lineáris leképezés a köetkező: ahol

; R R. a) Mely ektorok képe a nllektor? Hány dimenziós teret alkotnak ezek a ektorok? b) Mi a leképezés értékkészlete? c) Mi a 8 7 ektor L szerinti őse? d) Van-e L szerinti őse a ektornak?. Számítsk ki a 8 7 és a ektorok koordinátáit a bázisban.. Felírhatók-e a 8 7 és a ektorok

ektorok lineáris kombinációaként? Ha igen hányféleképpen?

MEGOLDÁSOK:. ( *s s) > ( * s s) >determinánsk nlla! 6 6 a homogén lin egyenletrendszernek VAN triiálistól különböző megoldása-> összefüggők a ektorok. Igy nem alkothatnak bázist.. megoldása: A megoldandó egyenlet:. Gass eliminációal: ~ ~ és innen a maradék egyenleteket megolda:. HA iszont már két ektor ősét kell kiszámítani érdemesebb az inerz mátrixot megkeresni! 7. Megoldás: A csúcspontokba mtató ektorok: a ( ); b (); c (). ( pont) Kiszámítk a háromszög területektorát az oldalektorok keresztszorzatáal: CA a c ( ); CB b c ( ); t CA CB (). ( pont) A napelem napirányú keresztmetszetét megkapk ha eszünk egy a Nap irányába mtató egységektort n ( ) és skalárisan megszorozzk a területektorral: t n (). Ez 8 8 tehát m azaz egy másodperc alatt elektron lép ki a lemezből. ( pont) t n A fénysgarak beesési szöge: cosϕ 6 amiből ϕ 676 o. ( pont) t n A mereítő rúd hossza a merőleges karok és a panel alkotta háromszög alapú gúla magassága. A gúla térfogata éppen fele a karok által kifeszített téglatestnek: JAVITANDO:!!

V 6m V?m m m 6m. A magasság: m 8m. ( pont) T m 8. Mekkora szöget zár be egymással egy kocka két kitérő helyzetű lapátlóegyenese? Megoldás: (kellene ábra ide is) Kitérő lapátlók két helyen találhatók. () Két szemközti oldalon. Ekkor a két egyenes által bezárt szög 9 ez ól látszik. () Két szomszédos oldalon. Ekkor a közös oldalon leő egyik csúcsból kiindló három oldalektorát a kockának elölük a b c -el. Ezek közül legyen b a közös oldal. A két lapátlót ezek segítségéel a köetkezőképpen írhatk fel: a b b c Az általk bezárt szöget skalárszorzattal számíthatk ki: ( a b) ( b c) a b a c b b c cosα A kocka oldalhossza legyen d a b c ekkor d. Az a b c ektorok páronként merőlegesek egymásra így a skalárszorzatk nlla. Ezeket felhasznála: d cosα d agyis a két lapátló által bezárt szög α 6. (erre elemi úton is rá lehet önni. HOGYAN? ) alap.. Látható hogy itt lehet determinánssal számolni. A p A lineáris összefüggőséghez az kell hogy det( A ) legyen. A második sor szerint kifete a determinánst: det( A ) p 6 p kell. Innen p. 6 Gass eliminációal is számolható: ehhez meg kell keresni hogy az A egyenletnek milyen p -re annak nemtriiális megoldásai. A obb oldal mindig ezért nem is érdemes kiírni.

p p p ~ ~ p Ahhoz hogy be kellen ezetnünk szabad paramétert agyis hogy legyen nemtriiális megoldás alamelyik ezéregyesnek -nak kell lennie. Elképzelhető hogy p de ez a második lépésben sorcseréel kiédhető lenne. Így az egyetlen lehetőség hogy. Ebből p. p 6 A többi ebből már könnyen adódik.. Leképezés mátrixa az adott bázisokra onatkoztata: (bázisektorok képei az oszlopok) A ab. Határozza meg az a ( x; y;) ektor ismeretlen koordinátáit ha a merőleges b ( ;; ) ektorra és az egy csúcsból indló a b és c ( ;; ) ektorok által meghatározott paralelepipedon térfogata 8 térfogategység!) Megoldás: a merőleges b : a b x y A paralelepipedon térfogata: a bc x 8y 8 x y ahonnan x y agy x y tehát x y agy x y. Az egyenletrendszer megoldása: x y és x y -. (Teles pontszám már az egyik megoldás megtalálásáért ár.) c A c c. c c c. Íra le a fenti mátrixegyenletnek megfelelő lineáris egyenletrendszert! Olda meg a.-ben Ön által megadott lineáris egyenletrendszert Gass-Jordan eliminációal (redkált lépcsős alakkal)!

.. π 6 x π 7 x π 8 x π 9 x π x?. Mekkora lehet értéke ha az alábbi homogén egyenletrendszernek an triiálistól különböző megoldása? π 6 x π 7 x π 8 x π 9 x a π b c d x e Megoldás:. Az első oszlopot kiona a többiből azonos oszlopokat kapnk ezért e determináns nlla.. Így x értéke bármi lehet az egyenletrendszernek an triiálistól különböző megoldása. 6. Alább adott egy homogén lineáris transzformáció A mátrixa. Számítsa ki a transzformáció saátértékeit ( pont) és a legkisebb saátértékhez tartozó saátektorát ( pont)! Igaz-e hogy a saátektorok bázist alkotnak? Indokola álaszát! ( pont) A Megoldás:. oszlop szerint kifete a det(a-e)-t: (-)(-)(-) (. pont) így a saátértékek:. (. pont) A legkisebb saátérték az : xyz x tetszőleges

xyz ebből y x z tetszőleges xyz ebből z x y tetszőleges összesíte: s(t ) T ( pont). A Megoldás: Saátértékek: ) )( )( ( ) det( E A A saátektorok: ~ : p ~ : p / ~ : p 8.. Határozza meg az ( ) x; y; a ektor ismeretlen koordinátáit ha a merőleges ( ) ;; b ektorra és az egy csúcsból indló a b és ( ) ;; c ektorok által meghatározott paralelepipedon térfogata 8 térfogategység! Megoldás: a merőleges b : y x b a

x y paralelepipedon térfogata: x 8y 8 ahonnan x y az egyenletrendszer megoldása: x y. Egy háromszög csúcspontainak koordinátái: A(-; -) B(; -) C(; ). A B csúcsból indló magasságonal az AC oldalt a T pontban metszi. Mekkora az AT szakasz hossza? Megoldás: (razolon ábrát!) Jelölés: legyen b AB c AC t AT. Ekkor a t ektort megkaphatk mint a b ektor c ektorra ett etületét. Ezt az alábbi módon tdk kiszámolni: t cˆ b cosα ahol a ĉ ektor a c irányába mtató egységektor α pedig a b és c ektorok által bezárt szög. Az egységektort behelyettesíte a maradék tényezőket pedig a két ektor skalárszorzatából kifeeze: c b c t ( b c) c c c c A ektornak most csak a hosszára an szükségünk: b c t ( b c) c c c A ektorokat koordinátáit kiszámolk mad ezekből a skalárszorzatot illete a c ektor hosszát: b ( 6; ) c (6; 6) b c 6 c 6 6 6 Ezeket behelyettesíte: b c t c 6. Az a (; ) és b ( ; y) ektorok 6 -os szöget zárnak be egymással. Mekkora az y? Megoldás: A két ektor skalárszorzatát kétféleképpen írk fel: a b a b a b y a b a b cos(6 ) Így kapnk y-ra egy másodfokú egyenletet: y

Ezt megolda: y 96 ± y. 6 8y 6 96y 6y 9y y 96y 96 76 78 y 96 ± 78 y. A kettő közül azonban csak az első megoldás a ó mert a másodiknál a két ektor által bezárt szög (a négyzetre emelés miatt cos( ) ).. Legyen az ABC háromszög három csúcsa: A() B(-6) C(-). Számítsa ki a háromszög X-Y síkra ett merőleges etületének területét! 8 ± 9 Megoldás: A csúcsok helyektoraiból a háromszög oldalektorai meghatározhatók ezekből ektoriális szorzással kapk meg a háromszög területét (területektorát). Eztán az X-Y sík normálektorának az n() [agy akár az n(-)] ektort ée az imént meghatározott területektor és az n normálektor skaláris szorzata (pontosabban ennek abszolút értéke) éppen a kérdéses etület területét ada. Tehát a háromszög oldalektorai AB (--) AC (--8) a háromszög területektora pedig: t ( AB AC ) (-). Az X-Y síkra ett merőleges etület területe: t n 7.. Határozza meg a köetkező mátrix saátértékeit és saátektorait! A saátektorokat normála úgy hogy egységnyi hosszúak legyenek! A Megoldás: A karakterisztiks egyenletre a köetkező adódik: ( ) ( ) ( ) leolashatók a saátértékek:. Az ezekhez tartozó egyre normált saátektorok lehetnek pl.:. >> M [ ; ; ]' M. Innen

>> M^- ans - - >> A [ - ; ; - -] A - - - >> M^- * A * M ans >> -

6. ( ) ( )? ( ) ( ) arctg arg ; arctg arg ; ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) sin 7 cos 7 9 sin 8 9 8 cos 9 sin 9 cos sin8 cos8 sin cos sin cos.függetlenek-e az alábbi ektorok? R felett hány dimenziós ektorteret generál a ektorrendszer ha a műeletek a komponensenkénti összeadás és komponensenkénti alós számmal történő szorzás? Megoldás. Vizsgálk meg hogy a ektorok függetlenek-e agyis azt hogy a egyenletrendszernek csak triiális agyis csak a megoldás létezik-e. A megoldást Gass-Jordan eliminációal kerese ~ ~ ~ ~ ~.

Miel a RLA-ban an olyan oszlop (a.) amelyikben nincs ezéregyes a hozzátartozó ismeretlen tetszőleges ezért égtelen sok megoldás an (a triiális megoldáson kíül) így a ektorrendszer ektorai nem függetlenek. De miért is olt ó ettől függetlenül hogy kiszámoltk az RLA-t? i) Azért mert ebből az RLA-ból leolasható a független ektorok száma is. Tegyük fel hogy eredetileg csak az első két ektornak a függetlenségét szerettük olna megizsgálni gyanilyen módon: ~... ~ Tehát az első két ektor független. De ez már az első RLA-ból is leolasható. Ez azért an mert a Gass-Jordan elimináció során a sorokat kombinálk lineárisan egymással ezért az elimináció során az egyes oszlopok egymástól függetlenül alakítódnak így az második Gass-Jordan eliminációt megkaphatk ha az első Gass-Jordan eliminációból a. oszlopot mindenhol elhagyk. Általánosan is igaz hogy a(z első) RLA-beli az ezéregyesekhez tartozó eredeti (tehát a kiindlási alakban gyanabban az oszlopban található) ektorok függetlenek. ii) Az RLA azért is hasznos mert leolasható belőle hogy hogyan írható fel a független ektorokkal a maradék ektorok. Tegyük fel hogy meg akartk olna határozni hogy hogyan lehet felírni (és hogy fel lehet-e írni) a harmadik ektort az első két ektor lineáris kombinációaként. Ezt is Gass-Jordan eliminációal izsgálk: ~... ~. Tehát a harmadik ektort megkapk ha az elsőt megszorozzk -mal mad ahhoz hozzáadk a második ( ) -szeresét. De ez is szintén leolasható már az első RLA-ból is. Ez azért an mert a Gass-Jordan elimináció során a sorokat kombinálk lineárisan egymással ezért az elimináció során az egyes oszlopok egymástól függetlenül alakítódnak így a harmadik Gass-Jordan eliminációt megkaphatk ha az első Gass- Jordan eliminációból a. oszlopot beírk a függőleges onal mögé mad a. oszlopot egyszerűen elhagyk. Általánosan is igaz hogy a (z első) RLA-beli az ezéregyest nem tartalmazó oszlopokhoz tartozó eredeti (tehát a kiindlási alakban gyanabban az oszlopban található) ektorok éppen az (első RLA-beli) oszlopban található együtthatókkal ett lineáris kombinációi a független ektoroknak (a ezéregyesekhez tartozó eredeti ektorok.) iii) A ezéregyesekhez tartozó eredeti ektorok így egyrészt generálák a teles ektorrendszer által generált alteret másrészt függetlenek így a teles ektorrendszer által generált altér egy bázisát alkoták így általánosan is elmondható hogy a ektorrendszer által generált altér dimenzióa éppen a (z első) RLA-beli ezéregyesek száma. Ez elen esetben. Az Gass-Jordan eliminációnál abból a kibőített mátrixból indltnk ki ahol az együtthatómátrixot éppen a izsgált ektorok mint oszlopektorok alkották ebből kaptk meg azt a (z első) RLA-t amiből aztán minden leolasható olt.

. Legyen az : R R L lineáris leképezés a köetkező: ahol ; R R. a) Mely ektorok képe a nllektor? Hány dimenziós teret alkotnak ezek a ektorok? b) Mi a leképezés értékkészlete? c) Mi a 8 7 ektor L szerinti őse? d) Van-e L szerinti őse a ektornak? Megoldás. a) egyenletrendszer megoldásai alkoták. Ezt Gass-Jordan eliminációal megolda (részletesen lásd az előző feladatban): ~ ~... agyis tetszőleges.

Tehát azok a ektorok melyeknek képe a nllektor: ektorok alkoták ahol tetszőleges. A dimenzióa hiszen darab független ektor generála. b) EZ nehéz ilyen nem lesz a zh-ban:..-ben láttk hogy a ektorok között annak függetlenek és a maradék többi felírható azok lineáris kombinációaként. A függetlenek ektorok a ektorokat mint oszlopektorokat tartalmazó együtthatómátrix (elen esetben éppen a szorzómátrix) RLA-ban található ezéregyest tartalmazó oszlopokhoz tartozó eredeti ektorok míg egy adott maradék ektornak a független ektorokra onatkozó koordinátáit (a független ektorok alkotta lineáris kombináció együtthatói) éppen a ektorokat mint oszlopektorokat tartalmazó együtthatómátrix (elen esetben éppen a szorzómátrix) RLA megfelelő oszlopa tartalmazza. Ez alapán itt ~ ~... miatt függetlenek míg ( ). Innét

( ) ( ) ( ). Miel tetszőleges ezért és is tetszőleges így a és elölésekkel a leképezés képterét a ektorok alkoták ahol tetszőlegesek. A képtér dimenzióa hiszen független ektor generála azt. Általánosan is igaz hogy a (balról történő) mátrixszorzás mint lineáris leképezés képterének dimenzióa gyanannyi mint a mátrixot mint együtthatómátrixot tartalmazó kibőített mátrix RLA-ban található ezéregyest tartalmazó oszlopok száma. Fontos hogy a képtér dimenzióát nem a lineáris kombinációban szereplő tetszőleges paraméterek száma ( esetén) hanem a független ektorok száma határozza meg c) A 8 7 ősképét/ősképeit a 8 7 egyenletrendszer megoldásai szolgáltaták. Ezt Gass-Jordan eliminációal megolda ~ ~... 8 7 kapk hogy a kérdéses ektor ősképei a

ektorok ahol tetszőleges. d) A ősképét/ősképeit a egyenletrendszer megoldásai szolgáltaták. A megoldást Gass-Jordan eliminációal kerese ~ ~... 8 7 tiltott sorra tnk így a kérdéses ektornak nincs ősképe. A kérdéses ektor nincs benne a leképezés értékkészletében!!!.. Számítsk ki a 8 7