Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Przestrzenie wektorowe, bazy, liniowa niezależność, macierze.... Formy kwadratowe, twierdzenia o klasyfikacji...
Szymon1993
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 106
Rejestracja: 6 paź 2009, o 18:32
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 2 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: Szymon1993 »

Chciałbym prosić o sprawdzenie czy poprawnie rozwiązałem te zadania:
1. Niech \(\displaystyle{ f: \mathbb{R}^{3} \rightarrow \mathbb{R}^3}\) będzie przekształceniem liniowym i niech macierz przekształcenia \(\displaystyle{ f}\) w bazie kanonicznej będzie następująca:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}1&2&0\\2&-1&1\\0&1&-1\end{array}\right]}\)

Wyznaczyć macierz tego przekształcenia w bazie \(\displaystyle{ b_{1} = (1, 1, 1)}\), \(\displaystyle{ b_{2} = (1, 2, 1)}\), \(\displaystyle{ b_{3} = (0, 1, 1)}\).
Moje rozwiązanie jest takie:

\(\displaystyle{ [1, 2, 0] = \alpha[1, 1, 1] + \beta[1, 2, 1 ] + \gamma[0, 1, 1]}\)

Po rozwiązaniu tego układu równań wychodzi mi: \(\displaystyle{ \alpha = -1}\), \(\displaystyle{ \beta = 2}\), \(\displaystyle{ \gamma = -1}\)

\(\displaystyle{ [2, -1, 1] = \alpha[1, 1, 1] + \beta[1, 2, 1 ] + \gamma[0, 1, 1]}\)

Po rozwiązaniu tego układu równań wychodzi mi: \(\displaystyle{ \alpha = 4}\), \(\displaystyle{ \beta = -2}\), \(\displaystyle{ \gamma = -1}\)

\(\displaystyle{ [0, 1, -1] = \alpha[1, 1, 1] + \beta[1, 2, 1 ] + \gamma[0, 1, 1]}\)

Po rozwiązaniu tego układu równań wychodzi mi: \(\displaystyle{ \alpha = -2}\), \(\displaystyle{ \beta = 2}\), \(\displaystyle{ \gamma = -1}\)

Czyli macierz tego przekształcenia w tych bazach wychodzi mi taka:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}-1&2&-1\\4&-2&-1\\-2&2&-1\end{array}\right]}\)
2. Wiemy, że \(\displaystyle{ f: \mathbb{R}^3 \rightarrow \mathbb{R}^4}\) jest przekształceniem liniowym i:

\(\displaystyle{ f(1, 1, 1) = (1, -1, 0, 2)}\)
\(\displaystyle{ f(0, 1, 2) = (2, 0, 3, 1)}\)
\(\displaystyle{ f(0, 2, 3) = (-1, 0, 1, -1)}\)

Wyznaczyć macierz tego przekształcenia w bazach kanonicznych.
Zapisuję coś takiego:

\(\displaystyle{ [1, -1, 0, 2] = \alpha[1, 0, 0, 0] + \beta[0, 1, 0, 0] + \gamma[0, 0, 1, 0] + \delta[0, 0, 0, 1]}\) (czyli \(\displaystyle{ \alpha = 1}\), \(\displaystyle{ \beta = -1}\), \(\displaystyle{ \gamma = 0}\), \(\displaystyle{ \delta = 2}\))

\(\displaystyle{ [2, 0, 3, 1] = \alpha[1, 0, 0, 0] + \beta[0, 1, 0, 0] + \gamma[0, 0, 1, 0] + \delta[0, 0, 0, 1]}\) (czyli \(\displaystyle{ \alpha = 2}\), \(\displaystyle{ \beta = 0}\), \(\displaystyle{ \gamma = 3}\), \(\displaystyle{ \delta = 1}\))

\(\displaystyle{ [-1, 0, 1, -1] = \alpha[1, 0, 0, 0] + \beta[0, 1, 0, 0] + \gamma[0, 0, 1, 0] + \delta[0, 0, 0, 1]}\) (czyli \(\displaystyle{ \alpha = -1}\), \(\displaystyle{ \beta = 0}\), \(\displaystyle{ \gamma = 1}\), \(\displaystyle{ \delta = -1}\))

Czyli macierz przekształcenia w bazach kanonicznych wychodzi mi taka:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{cccc}1&-1&0&2\\2&0&3&1\\-1&0&1&-1\end{array}\right]}\)

Tylko wydaje mi się, że to zadanie byłoby za proste gdyby tak miała wyglądać odpowiedź ponieważ nic tu nie trzeba liczyć.
robertm19
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1847
Rejestracja: 8 lip 2008, o 21:16
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów/Warszawa
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 378 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: robertm19 »

Macierz przejścia masz zrobić z bazy kanonicznej. Macierz przejścia ma w kolumnie współrzędne wektora nowej bazy względem starej.
W pierwszym
\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\1&2&1\\1&1&1\end{array}\right]}\)
Szymon1993
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 106
Rejestracja: 6 paź 2009, o 18:32
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 2 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: Szymon1993 »

Czyli ta macierz, którą podałeś to macierz nowej bazy, tak? A ja mam wyznaczyć macierz przejścia z macierzy, która jest w treści zadania to tej nowej, tak?
robertm19
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1847
Rejestracja: 8 lip 2008, o 21:16
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów/Warszawa
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 378 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: robertm19 »

Podałem macierz przejścia z bazy kanonicznej do tej w treści zadania.
Macierz przekształcenia w nowych bazach wyznacza sie z :
\(\displaystyle{ A'=P^{-1}AP}\)
Szymon1993
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 106
Rejestracja: 6 paź 2009, o 18:32
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 2 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: Szymon1993 »

Czyli generalnie źle rozwiązałem te zadania?
robertm19
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1847
Rejestracja: 8 lip 2008, o 21:16
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów/Warszawa
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 378 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: robertm19 »

Tak, w drugim nawet mogłeś zauważyć, że macierz ma złe wymiary.
Szymon1993
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 106
Rejestracja: 6 paź 2009, o 18:32
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 2 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: Szymon1993 »

Czyli generalnie to pierwsze zadanie opiera się na wyliczeniu tej macierzy korzystając z tego wzoru, który podałeś?

Czy drugie zadanie może być rozwiązane w taki sposób?:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc|cccc}1&1&1&1&-1&0&2\\0&1&2&2&0&3&1\\0&2&3&-1&0&1&-1\end{array}\right] \rightarrow \left[\begin{array}{ccc|cccc}1&0&0&4&-1&2&4\\0&1&0&-8&0&-7&-5\\0&0&1&5&0&5&3\end{array}\right]}\)

czyli wzór przekształcenia wychodzi taki:

\(\displaystyle{ f(x_{1}, x_{2}, x_{3}) = (4x_{1} - 8x_{2} + 5x_{3}, -x_{1}, 2x_{1} - 7x_{2} + 5x_{3}, 4x_{1} - 5x_{2} + 3x_{3})}\)

Potem zrobiłem tak jak napisał pyzol:

Kod: Zaznacz cały

http://www.matematyka.pl/339687.htm
czyli:

\(\displaystyle{ f(1, 0, 0) = (4, -1, 2, 4)}\)
\(\displaystyle{ f(0, 1, 0) = (-8, 0, -7, -5)}\)
\(\displaystyle{ f(0, 0, 1) = (5, 0, 5, 3)}\)

czyli szukana macierz wychodzi taka:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}4&-8&5\\-1&0&0\\2&-7&5\\4&-5&3\end{array}\right]}\)
robertm19
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1847
Rejestracja: 8 lip 2008, o 21:16
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów/Warszawa
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 378 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: robertm19 »

Tak, dobrze. Szczerze nie znam tej metody, której użyłeś. Policzyłem i mam to samo.
Szymon1993
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 106
Rejestracja: 6 paź 2009, o 18:32
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 2 razy

Dwa zadania z wyznaczaniem macierzy przekształcenia

Post autor: Szymon1993 »

Bardzo dziękuję za pomoc
ODPOWIEDZ