Odpowiedzi na egzamin z algebry Nieznany

background image

1

Odpowiedzi na pytania na egzamin z algebry i geometrii

analitycznej

1. Jakie odwzorowanie nazywamy zล‚oลผeniem odwzorowaล„?

Dane sฤ… odwzorowania ๐‘“๐‘“: ๐ด๐ด โ†’ ๐ต๐ต, ๐‘”๐‘”: ๐ต๐ต โ†’ ๐ถ๐ถ. Zล‚oลผeniem odwzorowaล„ ๐‘“๐‘“ i ๐‘”๐‘” nazywamy
odwzorowanie

(๐‘“๐‘“ โˆ˜ ๐‘”๐‘”): ๐ด๐ด โ†’ ๐ถ๐ถ takie, ลผe โˆ€๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ ๐ด๐ด(๐‘“๐‘“ โˆ˜ ๐‘”๐‘”)(๐‘Ž๐‘Ž) = ๐‘”๐‘”๏ฟฝ๐‘“๐‘“(๐‘Ž๐‘Ž)๏ฟฝ.

2. Podaj i uzasadnij wzรณr na odwzorowanie odwrotne do zล‚oลผenia odwzorowaล„.

(๐‘“๐‘“ โˆ˜ ๐‘”๐‘”)

โˆ’1

= ๐‘“๐‘“

โˆ’1

โˆ˜ ๐‘”๐‘”

โˆ’1

(๐‘”๐‘” โˆ˜ ๐‘“๐‘“)

โˆ’1

(๐‘๐‘) = ๐‘Ž๐‘Ž โŸบ (๐‘”๐‘” โˆ˜ ๐‘“๐‘“)(๐‘Ž๐‘Ž) = ๐‘๐‘ โŸบ ๐‘“๐‘“(๐‘Ž๐‘Ž) = ๐‘๐‘ โˆง ๐‘”๐‘”(๐‘๐‘) = ๐‘๐‘

(๐‘“๐‘“

โˆ’1

โˆ˜ ๐‘”๐‘”

โˆ’1

)(๐‘๐‘) = ๐‘Ž๐‘Ž

1

โŸบ ๐‘“๐‘“

โˆ’1

๏ฟฝ๐‘”๐‘”

โˆ’1

(๐‘๐‘)๏ฟฝ = ๐‘Ž๐‘Ž

1

โŸบ ๐‘”๐‘”

โˆ’1

(๐‘๐‘) = ๐‘“๐‘“(๐‘Ž๐‘Ž

1

) โŸบ ๐‘๐‘ = ๐‘”๐‘”๏ฟฝ๐‘“๐‘“(๐‘Ž๐‘Ž

1

)๏ฟฝ

= (๐‘”๐‘” โˆ˜ ๐‘“๐‘“)(๐‘Ž๐‘Ž

1

) โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž = ๐‘Ž๐‘Ž

1

โ‡’ ๐‘“๐‘“

โˆ’1

โˆ˜ ๐‘”๐‘”

โˆ’1

= (๐‘”๐‘” โˆ˜ ๐‘“๐‘“)

โˆ’1

3. Co nazywamy odwzorowaniem odwrotnym do danego? Kiedy istnieje?

Odwzorowanie ๐‘”๐‘”: ๐ต๐ต โ†’ ๐ด๐ด nazywamy odwrotnym do ๐‘“๐‘“: ๐ด๐ด โ†’ ๐ต๐ต i oznaczamy ๐‘”๐‘” = ๐‘“๐‘“

โˆ’1

, jeลผeli

โˆ€๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ ๐ด๐ด, ๐‘๐‘ โˆˆ ๐ต๐ต๐‘“๐‘“

โˆ’1

(๐‘๐‘) = ๐‘Ž๐‘Ž โŸบ ๐‘“๐‘“(๐‘Ž๐‘Ž) = ๐‘๐‘.

Odwzorowanie odwrotne ๐‘”๐‘” = ๐‘“๐‘“

โˆ’1

istnieje wtedy i tylko wtedy, gdy odwzorowanie ๐‘“๐‘“ jest

bijekcjฤ….

4. Ile wynosi moduล‚ iloczynu dwรณch liczb zespolonych o module rรณwnym m? Dlaczego?

|๐‘ง๐‘ง

1

| = |๐‘ง๐‘ง

2

| = ๐‘š๐‘š

|๐‘ง๐‘ง

1

โ‹… ๐‘ง๐‘ง

2

| = |๐‘ง๐‘ง

1

| โ‹… |๐‘ง๐‘ง

2

| = ๐‘š๐‘š

2

๐‘ง๐‘ง

1

โ‹… ๐‘ง๐‘ง

2

= |๐‘ง๐‘ง

1

| โ‹… |๐‘ง๐‘ง

1

|[(cos ๐‘ฅ๐‘ฅ

1

cos ๐‘ฅ๐‘ฅ

2

โˆ’ sin ๐‘ฅ๐‘ฅ

1

sin ๐‘ฅ๐‘ฅ

2

) + ๐‘–๐‘–(cos ๐‘ฅ๐‘ฅ

1

sin x

2

+ cos x

2

sin x

1

)]

= |๐‘ง๐‘ง

1

โ‹… ๐‘ง๐‘ง

2

|{cos(๐‘ฅ๐‘ฅ

1

+ ๐‘ฅ๐‘ฅ

2

) + ๐‘–๐‘–[sin(x

1

+ x

2

)]}

5. Jak zapisujemy liczbฤ™ zespolonฤ… w postaci wykล‚adniczej? Objaล›nij uลผyte symbole. Podaj wzรณr

na iloczyn dwรณch liczb w tej postaci.
๐‘‘๐‘‘ = ln|๐‘ง๐‘ง| = log

๐‘’๐‘’

|๐‘ง๐‘ง| โŸบ |๐‘ง๐‘ง| = ๐‘’๐‘’

๐‘‘๐‘‘

๐‘ง๐‘ง = |๐‘ง๐‘ง|๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

= ๐‘’๐‘’

๐‘‘๐‘‘

โˆ™ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

= ๐‘’๐‘’

๐‘‘๐‘‘+๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

๐‘ง๐‘ง

1

โˆ™ ๐‘ง๐‘ง

2

= |๐‘ง๐‘ง

1

| โˆ™ |๐‘ง๐‘ง

2

| โˆ™ (cos(๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐œ‘๐œ‘

2

) + ๐‘–๐‘– sin(๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐œ‘๐œ‘

2

)) = |๐‘ง๐‘ง|๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–(๐œ‘๐œ‘

1

+๐œ‘๐œ‘

2

)

6. Podaj i uzasadnij wzรณr na cosinus i sinus kฤ…ta w zaleลผnoล›ci od funkcji wykล‚adniczej.

cos ๐œ‘๐œ‘ =

๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

+ ๐‘’๐‘’

โˆ’๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

2

,

sin ๐œ‘๐œ‘ =

๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

โˆ’ ๐‘’๐‘’

โˆ’๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

2

๐‘ง๐‘ง = |๐‘ง๐‘ง| โˆ™ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

= |๐‘ง๐‘ง| โˆ™ (cos ๐œ‘๐œ‘ + sin ๐œ‘๐œ‘)

๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–(๐œ‘๐œ‘

1

+๐œ‘๐œ‘

2

)

= ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

1

+๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

2

= ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

2

cos(๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐œ‘๐œ‘

2

) + ๐‘–๐‘– โˆ™ sin(๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐œ‘๐œ‘

2

) = (cos ๐œ‘๐œ‘

1

+ ๐‘–๐‘– sin ๐œ‘๐œ‘

1

) โˆ™ (cos ๐œ‘๐œ‘

2

+ ๐‘–๐‘– sin ๐œ‘๐œ‘

2

)

๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

= cos ๐œ‘๐œ‘ + ๐‘–๐‘– sin ๐œ‘๐œ‘ ,

๐‘’๐‘’

โˆ’๐‘–๐‘–๐œ‘๐œ‘

= cos(โˆ’๐œ‘๐œ‘) + ๐‘–๐‘– sin(โˆ’๐œ‘๐œ‘) = cos ๐œ‘๐œ‘ โˆ’ ๐‘–๐‘– sin ๐œ‘๐œ‘

7. Kiedy wektory ๐‘’๐‘’

1

, โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

nazywamy liniowo niezaleลผnymi? Czy wektory

(1, 2), (4, โˆ’1),

(โˆ’2, 3) sฤ… liniowo niezaleลผne?
Wektory ๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ nazywamy liniowo niezaleลผnymi, jeล›li:

โˆ€๐›ผ๐›ผ

1

, โ€ฆ , ๐›ผ๐›ผ

๐‘›๐‘›

โˆˆ ๐พ๐พ ๏ฟฝ ๐›ผ๐›ผ

๐‘–๐‘–

โ‹… ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ = 0๏ฟฝ

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

โ‡’ ๐›ผ๐›ผ

1

= โ‹ฏ = ๐›ผ๐›ผ

๐‘›๐‘›

= 0

Wektory

(1, 2), (4, โˆ’1), (โˆ’2, 3) sฤ… liniowo niezaleลผne, poniewaลผ ลผaden z nich nie jest

kombinacjฤ… innego:
๐‘‘๐‘‘๐‘’๐‘’๐‘‘๐‘‘ ๏ฟฝ1

4

2 โˆ’1๏ฟฝ โ‰  0 โˆง ๐‘‘๐‘‘๐‘’๐‘’๐‘‘๐‘‘ ๏ฟฝ

1 โˆ’2

2

3 ๏ฟฝ โ‰  0 โˆง ๐‘‘๐‘‘๐‘’๐‘’๐‘‘๐‘‘ ๏ฟฝ

4

โˆ’2

โˆ’1

3 ๏ฟฝ โ‰  0

background image

2

8. Co to jest baza przestrzeni wektorowej? Co ล‚ฤ…czy dwie bazy tej samej przestrzeni?

Bazฤ… przestrzeni wektorowej nazywamy zbiรณr wektorรณw ๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ โˆˆ ๐‘‹๐‘‹, speล‚niajฤ…cych

nastฤ™pujฤ…ce warunki:
- generujฤ… przestrzeล„ wektorowฤ… ๐‘‹๐‘‹,
- sฤ… liniowo niezaleลผne,
Jeลผeli

(๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ), (๐ธ๐ธ

1

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ, โ€ฆ , ๐ธ๐ธ

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ) sฤ… bazami wektorowymi przestrzeni ๐‘‹๐‘‹, to ๐‘›๐‘› = ๐‘š๐‘š, gdzie liczba ๐‘›๐‘›

jest wymiarem przestrzeni ๐‘‹๐‘‹. Bazy te majฤ… ten sam wymiar:
dim ๐‘‹๐‘‹ = ๐‘š๐‘š = ๐‘›๐‘›

9. Jak okreล›lamy reprezentacjฤ™ macierzowฤ… odwzorowania liniowego?

๐‘‡๐‘‡(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…) = ๐‘‡๐‘‡ ๏ฟฝ๏ฟฝ ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘—๐‘—

๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ

๐‘›๐‘›

๐‘—๐‘— =1

๏ฟฝ = ๏ฟฝ ๐‘ฆ๐‘ฆ

๐‘–๐‘–

๐ธ๐ธ

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

โ‡’ ๐‘ฆ๐‘ฆ

๐‘–๐‘–

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘—๐‘—

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=๐‘—๐‘—

10. Podaj i uzasadnij wzรณr na iloczyn macierzy.

Niech

(๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ) bฤ™dzie bazฤ… wektorowฤ… w ๐‘‹๐‘‹, (๐ธ๐ธ

1

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ, โ€ฆ , ๐ธ๐ธ

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ) - bazฤ… wektorowฤ… w ๐‘Œ๐‘Œ, (๐œ€๐œ€

1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๐œ€๐œ€

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ)

- bazฤ… wektorowฤ… w ๐‘๐‘. Niech ๐‘‡๐‘‡: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ ๐‘Œ๐‘Œ, ๐‘†๐‘†: ๐‘Œ๐‘Œ โ†’ ๐‘๐‘. Macierz ๐ด๐ด jest reprezentacjฤ… macierzowฤ…
odwzorowania ๐‘‡๐‘‡, macierz ๐ต๐ต jest reprezentacjฤ… macierzowฤ… odwzorowania ๐‘†๐‘†:

๐ด๐ด = ๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

11

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

1๐‘›๐‘›

โ‹ฎ

โ‹ฎ

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š1

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š๐‘›๐‘›

๏ฟฝ

๐ต๐ต = ๏ฟฝ

๐‘๐‘

11

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

1๐‘š๐‘š

โ‹ฎ

โ‹ฎ

๐‘๐‘

๐‘ ๐‘ 1

โ‹ฏ ๐‘๐‘

๐‘ ๐‘ ๐‘š๐‘š

๏ฟฝ

๐ถ๐ถ = ๏ฟฝ

๐‘๐‘

11

โ‹ฏ ๐‘๐‘

1๐‘›๐‘›

โ‹ฎ

โ‹ฎ

๐‘๐‘

๐‘๐‘1

โ‹ฏ ๐‘๐‘

๐‘๐‘๐‘›๐‘›

๏ฟฝ

Macierz ๐ถ๐ถ = ๐ต๐ต โˆ™ ๐ด๐ด jest reprezentacjฤ… macierzowฤ… odwzorowania ๐‘†๐‘† โˆ˜ ๐‘‡๐‘‡.

๐‘‡๐‘‡๏ฟฝ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ๏ฟฝ = ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐ธ๐ธ

๐‘˜๐‘˜

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

๐‘†๐‘†(๐ธ๐ธ

๐‘˜๐‘˜

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ) = ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

โˆ™ ๐œ€๐œ€

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–=1

(๐‘†๐‘† โˆ˜ ๐‘‡๐‘‡)๏ฟฝ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ๏ฟฝ = ๐‘†๐‘† ๏ฟฝ๐‘‡๐‘‡๏ฟฝ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ = ๐‘†๐‘† ๏ฟฝ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐ธ๐ธ

๐‘˜๐‘˜

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

๏ฟฝ = ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐‘†๐‘†(๐ธ๐ธ

๐‘˜๐‘˜

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ)

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

โˆ™ ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

โˆ™ ๐œ€๐œ€

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–=1

= ๏ฟฝ ๏ฟฝ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

๏ฟฝ

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–=1

โˆ™ ๐œ€๐œ€

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ

(๐‘†๐‘† โˆ˜ ๐‘‡๐‘‡)๏ฟฝ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ๏ฟฝ = ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐œ€๐œ€

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–=1

โ‡’ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

= ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘š๐‘š

๐‘˜๐‘˜=1

11. Podaj i uzasadnij wzรณr na transpozycjฤ™ iloczynu macierzy.

โˆ€ macierzy ๐ด๐ด i ๐ต๐ต wymiaru ๐‘›๐‘› ร— ๐‘›๐‘› (๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต)

๐‘‡๐‘‡

= ๐ต๐ต

๐‘‡๐‘‡

โˆ™ ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

๐ถ๐ถ = ๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต,

๐ถ๐ถ = ๏ฟฝ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๏ฟฝ โ‡’ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

๐‘๐‘

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘›๐‘›

๐‘˜๐‘˜=1

๐ถ๐ถ

๐‘‡๐‘‡

= (๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต)

๐‘‡๐‘‡

,

๐ถ๐ถ

๐‘‡๐‘‡

= ๏ฟฝ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘‡๐‘‡

๏ฟฝ

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘‡๐‘‡

= ๐‘๐‘

๐‘—๐‘—๐‘–๐‘–

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘—๐‘—๐‘˜๐‘˜

๐‘๐‘

๐‘˜๐‘˜๐‘–๐‘–

๐‘›๐‘›

๐‘˜๐‘˜=1

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘‡๐‘‡

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

๐‘‡๐‘‡

๐‘›๐‘›

๐‘˜๐‘˜=1

= ๏ฟฝ ๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘˜๐‘˜

๐‘‡๐‘‡

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜๐‘—๐‘—

๐‘‡๐‘‡

๐‘›๐‘›

๐‘˜๐‘˜=1

โ‡’ ๐ถ๐ถ

๐‘‡๐‘‡

= ๐ต๐ต

๐‘‡๐‘‡

โˆ™ ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

12. Podaj wzรณr na wyznacznik iloczynu macierzy.

det ๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต = det ๐ด๐ด โˆ™ det ๐ต๐ต

13. Podaj rozwiniฤ™cie Laplaceโ€™a wyznacznika macierzy.

Jeล›li ๐ด๐ด jest macierzฤ… kwadratowฤ… ๐‘›๐‘› ร— ๐‘›๐‘›, to:

det ๐ด๐ด = ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐ด๐ด

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

= ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐ด๐ด

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘›๐‘›

๐‘—๐‘— =1

,

๐‘–๐‘–, ๐‘—๐‘— โˆˆ {1, โ€ฆ , ๐‘›๐‘›},

background image

3

gdzie ๐ด๐ด

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

= (โˆ’1)

๐‘–๐‘–+๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐‘€๐‘€

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

jest dopeล‚nieniem algebraicznym elementu ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

, a ๐‘€๐‘€

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

wyznacznikiem macierzy kwadratowej ๐‘›๐‘› โˆ’ 1 ร— ๐‘›๐‘› โˆ’ 1, powstaล‚ej z macierzy ๐ด๐ด przez
skreล›lenie ๐‘–๐‘–-tego wiersza i ๐‘—๐‘—-tej kolumny.

14. Co nazywamy macierzฤ… nieosobliwฤ…? Jak moลผna stwierdziฤ‡ czy macierz jest nieosobliwa?

Macierzฤ… nieosobliwฤ… nazywamy kaลผdฤ… macierz o odwracalnym (niezerowym) wyznaczniku.

15. Podaj wzory Cramera na rozwiฤ…zanie ukล‚adu rรณwnaล„ liniowych. Objaล›nij uลผyte symbole.

Jeลผeli ๐ด๐ด jest macierzฤ… kwadratowฤ… nieosobliwฤ…, to ukล‚ad rรณwnaล„ ๐ด๐ด๐‘ฅ๐‘ฅฬ… = ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ ma dokล‚adnie jedno
rozwiฤ…zanie dane wzorem:

๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘—๐‘—

=

det ๐ต๐ต

๐‘—๐‘—

det ๐ด๐ด , ๐‘—๐‘— โˆˆ

{1, โ€ฆ , ๐‘›๐‘›}

gdzie ๐ต๐ต

๐‘—๐‘—

oznacza macierz powstaล‚ฤ… z macierzy ๐ด๐ด przez zastฤ…pienie ๐‘—๐‘—-tej kolumny kolumnฤ… ๐ถ๐ถ

(macierzฤ… wyrazรณw wolnych):

๐ด๐ด = ๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

11

๐‘Ž๐‘Ž

12

๐‘Ž๐‘Ž

21

๐‘Ž๐‘Ž

22

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

1๐‘›๐‘›

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

2๐‘›๐‘›

โ‹ฎ

โ‹ฎ

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š1

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š2

โ‹ฑ

โ‹ฎ

โ‹ฏ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š๐‘›๐‘›

๏ฟฝ

๐ถ๐ถ = ๏ฟฝ

๐‘๐‘

1

๐‘๐‘

2

โ‹ฎ

๐‘๐‘

๐‘š๐‘š

๏ฟฝ

16. Podaj wzรณr na elementy macierzy odwrotnej. Objaล›nij uลผyte symbole.

Niech ๐ด๐ด, ๐ต๐ต bฤ™dฤ… macierzami nieosobliwymi ๐‘›๐‘› ร— ๐‘›๐‘›, ๐ต๐ต = ๐ด๐ด

โˆ’1

. Wtedy:

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

=

๐ด๐ด

๐‘—๐‘—๐‘–๐‘–

det ๐ด๐ด

17. Co nazywamy rzฤ™dem macierzy? Jaki jest zwiฤ…zek rzฤ™du macierzy z jej wymiarem?

Rzฤ™dem macierzy A nazywamy wymiar najwiฤ™kszej nieosobliwej podmacierzy kwadratowej A.
Rzฤ…d macierzy A jest niewiฤ™kszy od mniejszej wartoล›ci: liczby rzฤ™dรณw lub liczby kolumn.

18. Jak moลผemy wyznaczyฤ‡ rzฤ…d macierzy?

Sprawdzajฤ…c ile wierszy (kolumn) macierzy jest liniowo niezaleลผnych, przy uลผyciu np. metody
Gaussa.

19. Podaj twierdzenie Sylvestera o rzฤ™dzie iloczynu macierzy.

๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต) โ‰ค min๏ฟฝ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด), ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ต๐ต)๏ฟฝ

20. Podaj i uzasadnij twierdzenie Kroneckera โ€“ Capelliego.

Ukล‚ad rรณwnaล„ posiada co najmniej jedno rozwiฤ…zanie wtedy i tylko wtedy, gdy ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด) = ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด

๐‘›๐‘›

).

โˆ€๐‘–๐‘– โˆˆ {1, โ€ฆ , ๐‘š๐‘š} ๐‘ฆ๐‘ฆ

๐‘–๐‘–

= ๏ฟฝ ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘—๐‘—

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

๐‘›๐‘›

๐‘—๐‘— =1

Kolumna ๏ฟฝ

๐‘ฆ๐‘ฆ

1

โ‹ฎ

๐‘ฆ๐‘ฆ

๐‘š๐‘š

๏ฟฝ jest kombinacjฤ… liniowฤ… kolumn ๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

11

โ‹ฎ

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š1

๏ฟฝ , โ€ฆ , ๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

1๐‘›๐‘›

โ‹ฎ

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š๐‘›๐‘›

๏ฟฝ, a wiฤ™c iloล›ฤ‡ liniowo

niezaleลผnych kolumn ๐ด๐ด

๐‘›๐‘›

jest rรณwna iloล›ci liniowo niezaleลผnych kolumn ๐ด๐ด, co jest

rรณwnoznaczne z ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด

๐‘›๐‘›

) = ๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด).

21. Kiedy ukล‚ad rรณwnaล„ algebraicznych liniowych bฤ™dzie miaล‚ co najmniej jedno rozwiฤ…zanie dla

kaลผdej kolumny wyrazรณw wolnych? Odpowiedลบ uzasadnij.
Aby ukล‚ad rรณwnaล„ miaล‚ co najmniej jedno rozwiฤ…zanie, dla kaลผdej kolumny wyrazรณw wolnych,
๐‘Ÿ๐‘Ÿ(๐ด๐ด) = ๐‘š๐‘š โ‰ค ๐‘›๐‘›. Jest to wniosek z twierdzenia Kroneckera โ€“ Capelliego.

22. Podaj i uzasadnij zwiฤ…zek miฤ™dzy wyznacznikiem macierzy a wyznacznikiem macierzy

odwrotnej. Podaj i uzasadnij wzรณr na transpozycjฤ™ macierzy odwrotnej.

background image

4

det(๐ด๐ด

โˆ’1

) = det(๐ด๐ด)

โˆ’1

23. Podaj i uzasadnij wzรณr na transpozycjฤ™ macierzy odwrotnej.

(๐ด๐ด

โˆ’1

)

๐‘‡๐‘‡

= (๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

)

โˆ’1

24. Jak okreล›lamy macierz przejล›cia z bazy ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

do bazy ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–

โ€ฒ

?

25. Podaj zwiฤ…zki miฤ™dzy wspรณล‚rzฤ™dnymi wektora w โ€žstarejโ€ i w โ€žnowejโ€ bazie.
26. Podaj zwiฤ…zki miฤ™dzy reprezentacjami macierzowymi odwzorowania liniowego w โ€žstarejโ€ i w

โ€žnowejโ€ bazie.

๐‘ฅ๐‘ฅโƒ— = ๏ฟฝ ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘–๐‘–

โˆ™ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

= ๏ฟฝ ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘–๐‘–

โ€ฒ

โˆ™ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

๐‘‡๐‘‡(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—) = ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—

๐‘‡๐‘‡๏ฟฝ๐‘’๐‘’

๐‘—๐‘—

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ = ๏ฟฝ ๐›ผ๐›ผ

๐‘–๐‘–๐‘—๐‘—

โˆ™ ๐‘’๐‘’

๐‘–๐‘–

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

๐ด๐ด = ๏ฟฝ

๐›ผ๐›ผ

11

โ€ฆ ๐›ผ๐›ผ

1๐‘›๐‘›

โ‹ฎ

โ‹ฑ

โ‹ฎ

๐›ผ๐›ผ

๐‘›๐‘›1

โ€ฆ ๐›ผ๐›ผ

๐‘›๐‘›๐‘›๐‘›

๏ฟฝ

A jest macierzฤ… przejล›cia z bazy โ€žstarejโ€

(๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—, โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—) do bazy โ€žnowejโ€ ๏ฟฝ๐‘’๐‘’

1

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—,โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ.

27. Kiedy dwie macierze nazywamy rรณwnowaลผnymi? Co majฤ… ze sobฤ… wspรณlnego?

Niech ๐‘‡๐‘‡: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ ๐‘Œ๐‘Œ odwzorowanie liniowe o reprezentacji macierzowej ๐‘‡๐‘‡ w bazach ๐‘’๐‘’

1

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—, โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ— i

๐ธ๐ธ

1

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—, โ€ฆ , ๐ธ๐ธ

๐‘š๐‘š

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ— oraz o reprezentacji macierzowej ๐‘‡๐‘‡

โ€ฒ

w bazach ๐‘’๐‘’

1

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—,โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ— i ๐ธ๐ธ

1

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—, โ€ฆ , ๐ธ๐ธ

๐‘š๐‘š

โ€ฒ

๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝ๏ฟฝโƒ—:

๐‘‡๐‘‡

โ€ฒ

= ๐ต๐ต โˆ™ ๐‘‡๐‘‡ โˆ™ ๐ด๐ด

โˆ’1

Macierze rรณwnowaลผne majฤ… ten sam rzฤ…d.

28. Kiedy macierz nazywamy ortogonalnฤ…?

Macierz ortogonalna to macierz kwadratowa, ktรณrej macierzฤ… odwrotnฤ… jest macierz do niej
transponowana::
๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

โˆ™ ๐ด๐ด = ๐ด๐ด โˆ™ ๐ด๐ด

โˆ’1

= ๐ผ๐ผ

๐‘›๐‘›

29. Podaj i uzasadnij wล‚asnoล›ci macierzy ortogonalnej.

1. ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

= ๐ด๐ด

โˆ’1

2. det ๐ด๐ด โˆˆ {1, โˆ’1}

๐ด๐ด โˆ™ ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

= ๐ผ๐ผ

det(๐ด๐ด๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

) = det ๐ด๐ด โˆ™ det(๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

) = det ๐ผ๐ผ = 1

det(๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

) = det ๐ด๐ด โ‡’ (det(๐ด๐ด))

2

= 1

3. Iloczyn macierzy ortogonalnych jest macierzฤ… ortogonalnฤ….

(๐ด๐ด๐ต๐ต) โˆ™ (๐ด๐ด๐ต๐ต)

๐‘‡๐‘‡

= ๐ด๐ด โˆ™ ๐ต๐ต โˆ™ ๐ต๐ต

๐‘‡๐‘‡

โˆ™ ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

= ๐ด๐ด โˆ™ ๐ด๐ด

๐‘‡๐‘‡

= ๐ผ๐ผ

30. Napisz rรณwnanie charakterystyczne dla macierzy 3๐‘ฅ๐‘ฅ3. Dlaczego jego wspรณล‚czynniki

nazywamy niezmiennikami?

31. Co to sฤ… wartoล›ci i wektory wล‚asne macierzy?

Wartoล›ciami wล‚asnymi macierzy nazywamy pierwiastki rรณwnania wiekowego macierzy.
Wektorem wล‚asnym macierzy ๐ด๐ด nazywamy taki wektor ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—, dla ktรณrego istnieje taka wartoล›ฤ‡ ๐œ†๐œ†,
ลผe zachodzi rรณwnoล›ฤ‡:
๐ด๐ด โˆ™ ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ— = ๐œ†๐œ† โˆ™ ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—

32. Podaj twierdzenia o wartoล›ciach i wektorach wล‚asnych macierzy symetrycznej.

1. Rรณwnanie wiekowe macierzy ๐‘›๐‘› ร— ๐‘›๐‘› posiada ๐‘›๐‘› pierwiastkรณw rzeczywistych.
2. Niech ๐œ†๐œ†

1

, ๐œ†๐œ†

2

bฤ™dฤ… wartoล›ciami wล‚asnymi, a ๐‘ค๐‘ค

1

, ๐‘ค๐‘ค

2

wektorami wล‚asnymi im

odpowiadajฤ…cymi.

background image

5

1. ๐œ†๐œ†

1

โ‰  ๐œ†๐œ†

2

โ‡’ ๐‘ค๐‘ค

1

โŠฅ ๐‘ค๐‘ค

2

2. ๐œ†๐œ†

1

= ๐œ†๐œ†

2

โ‡’ ๐‘ค๐‘ค = ๐›ผ๐›ผ๐‘ค๐‘ค

1

+ ๐›ฝ๐›ฝ๐‘ค๐‘ค

2

โ‰  0

3. W ukล‚adzie wล‚asnym ๐‘’๐‘’

1

=

๐‘Š๐‘Š

1

|๐‘Š๐‘Š

1

|

, โ€ฆ , ๐‘’๐‘’

๐‘›๐‘›

=

๐‘Š๐‘Š

๐‘›๐‘›

|๐‘Š๐‘Š

๐‘›๐‘›

|

macierz ๐‘‡๐‘‡ ma postaฤ‡ diagonalnฤ…:

๐‘‡๐‘‡ = ๏ฟฝ

๐œ†๐œ†

1

0

0 ๐œ†๐œ†

2

โ€ฆ 0

โ€ฆ 0

โ‹ฎ โ‹ฎ

0 0

โ‹ฑ

โ‹ฎ

0 ๐œ†๐œ†

๐‘›๐‘›

๏ฟฝ

4. Jeลผeli ๐œ†๐œ†

1

โ‰ค โ‹ฏ โ‰ค ๐œ†๐œ†

๐‘›๐‘›

to w kaลผdym ortogonalnym ukล‚adzie wspรณล‚rzฤ™dnych ๐‘—๐‘— = {1, โ€ฆ , ๐‘›๐‘›}:

๐œ†๐œ†

1

โ‰ค ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘—๐‘—๐‘—๐‘—

โ‰ค ๐œ†๐œ†

๐‘›๐‘›

33. Co to jest forma dwuliniowa? Co nazywamy jej reprezentacjฤ… macierzowฤ…?

Niech ๐‘‹๐‘‹ bฤ™dzie przestrzeniฤ… wektorowฤ… nad ciaล‚em ๐พ๐พ. Formฤ… dwuliniowฤ… nazywamy
odwzorowanie ๐‘Ž๐‘Ž: ๐‘‹๐‘‹ ร— ๐‘‹๐‘‹ โ†’ ๐พ๐พ takie, ลผe dla kaลผdego ๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ, ๐‘ง๐‘ง โˆˆ ๐‘‹๐‘‹ oraz ๐‘๐‘ โˆˆ ๐พ๐พ zachodzi:
1. ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ + ๐‘ฆ๐‘ฆ, ๐‘ง๐‘ง) = ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ง๐‘ง) + ๐ต๐ต(๐‘ฆ๐‘ฆ, ๐‘ง๐‘ง), ๐ต๐ต(๐‘๐‘๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ) = ๐‘๐‘๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ)

2. ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ + ๐‘ง๐‘ง) = ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ) + ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ง๐‘ง), ๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘๐‘๐‘ฆ๐‘ฆ) = ๐‘๐‘๐ต๐ต(๐‘ฅ๐‘ฅ, ๐‘ฆ๐‘ฆ)

34. Kiedy formฤ™ dwuliniowฤ… nazywamy symetrycznฤ…, a kiedy antysymetrycznฤ…?

Formฤ™ dwuliniowฤ… ๐‘Ž๐‘Ž: ๐‘‹๐‘‹ ร— ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ nazywamy formฤ… symetrycznฤ…, jeลผeli โˆ€๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ naleลผฤ…cego do ๐‘‹๐‘‹
๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) = ๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ, ๐‘ฅ๐‘ฅฬ…).
Formฤ™ dwuliniowฤ… ๐‘Ž๐‘Ž: ๐‘‹๐‘‹ ร— ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ nazywamy formฤ… antysymetrycznฤ…, jeลผeli โˆ€๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ naleลผฤ…cego
do ๐‘‹๐‘‹ ๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) = โˆ’๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ).

35. Podaj i uzasadnij twierdzenie o rozkล‚adzie macierzy na czฤ™ล›ฤ‡ symetrycznฤ… i antysymetrycznฤ….

Formฤ™ dwuliniowฤ… ๐‘Ž๐‘Ž: ๐‘‹๐‘‹ ร— ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ moลผna rozล‚oลผyฤ‡ na sumฤ™ formy symetrycznej ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘ ๐‘ 

i

antysymetrycznej ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘Ž๐‘Ž

:

๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) = ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘ ๐‘ 

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) โˆ’ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘Ž๐‘Ž

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ)

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘ ๐‘ 

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) =

1
2 ๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Ž

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) + ๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฆ๐‘ฆ, ๐‘ฅ๐‘ฅฬ…)๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

๐‘Ž๐‘Ž

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) =

1
2 ๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Ž

(๐‘ฅ๐‘ฅฬ…, ๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ) โˆ’ ๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฆ๐‘ฆ๏ฟฝ, ๐‘ฅ๐‘ฅฬ…)๏ฟฝ

36. Co to jest forma kwadratowa?

Niech ๐‘‹๐‘‹ bฤ™dzie przestrzeniฤ… wektorowฤ… nad ciaล‚em ๐พ๐พ. Formฤ… kwadratowฤ… nazywamy
odwzorowanie ๐œ‘๐œ‘: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ ๐พ๐พ dane wzorem ๐‘ž๐‘ž(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—) = ๐‘Ž๐‘Ž(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—, ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—).

37. Podaj definicjฤ™ i wล‚asnoล›ci reprezentacji macierzowej formy kwadratowej.
38. Kiedy forma kwadratowa jest okreล›lona dodatnio, ujemnie, a kiedy jest nieokreล›lona?

Formฤ™ kwadratowฤ… ๐‘ž๐‘ž: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ nazywamy okreล›lonฤ… dodatnio, jeล›li ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ— โ‰  0๏ฟฝโƒ— ๐‘ž๐‘ž(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—) > 0.
Formฤ™ kwadratowฤ… ๐‘ž๐‘ž: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ nazywamy okreล›lonฤ… ujemnie, jeล›li ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ— โ‰  0๏ฟฝโƒ— ๐‘ž๐‘ž(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—) < 0.
Formฤ™ kwadratowฤ… ๐‘ž๐‘ž: ๐‘‹๐‘‹ โ†’ โ„ nazywamy nieokreล›lonฤ…, jeล›li ๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—, ๐‘ฆ๐‘ฆโƒ— โˆˆ ๐‘‹๐‘‹ ๐‘ž๐‘ž(๐‘ฅ๐‘ฅโƒ—) < 0 < ๐‘ž๐‘ž(๐‘ฆ๐‘ฆโƒ—).

39. Jak moลผna zbadaฤ‡ okreล›lonoล›ฤ‡ formy kwadratowej?

Poprzez sprawdzenie znakรณw wartoล›ci wล‚asnych reprezentacji macierzowej formy
kwadratowej.

40. Co nazywamy postaciฤ… kanonicznฤ… formy kwadratowej? Czym sฤ… wspรณล‚czynniki tej postaci?

Jeล›li:

๐น๐น(๐‘ฅ๐‘ฅ) = ๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘–๐‘–๐‘–๐‘–

๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘–๐‘–

2

๐‘›๐‘›

๐‘–๐‘–=1

to mรณwimy, ลผe ๐น๐น jest postaci kanonicznej.

background image

6

Kaลผdฤ… formฤ™ kwadratowฤ… moลผna sprowadziฤ‡ do postaci kanonicznej. Iloล›ฤ‡ wspรณล‚czynnikรณw
dodatnich w kaลผdej postaci kanonicznej formy jest taka sama.

41. Podaj twierdzenie o znakach wartoล›ci wล‚asnych macierzy.

Wszystkie wartoล›ci wล‚asne macierzy ๐ด๐ด sฤ… dodatnie (ujemne) wtedy i tylko wtedy, gdy
๐‘˜๐‘˜ โˆˆ {1, โ€ฆ , ๐‘˜๐‘˜} det ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘˜๐‘˜

> 0 oraz (โˆ’1)

๐‘˜๐‘˜

det ๐ด๐ด

๐‘˜๐‘˜

> 0.

42. Podaj definicjฤ™ i wล‚asnoล›ci iloczynu skalarnego wektorรณw.

๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘๏ฟฝ = |๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ| โˆ™ |๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ| โˆ™ cos โˆข(๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘)

Wล‚asnoล›ci:
โˆ€๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ, ๐‘๐‘๏ฟฝ, ๐‘๐‘ฬ… ๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ + ๐‘๐‘๏ฟฝ๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘ฬ… = ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘ฬ… + ๐‘๐‘๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘ฬ…
โˆ€๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ, ๐‘๐‘๏ฟฝ โˆ€๐›ผ๐›ผ โˆˆ โ„ (๐›ผ๐›ผ โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ) โˆ™ ๐‘๐‘๏ฟฝ = ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๏ฟฝ๐›ผ๐›ผ โˆ™ ๐‘๐‘๏ฟฝ๏ฟฝ
โˆ€๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ, ๐‘๐‘๏ฟฝ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘๏ฟฝ = ๐‘๐‘๏ฟฝ โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ
๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ = |๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ|

2

๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ = 0 โŸบ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ = 0๏ฟฝ
๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โˆ™ ๐‘๐‘๏ฟฝ = 0 โ‡” ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ = 0 โˆจ ๐‘๐‘๏ฟฝ = 0 โˆจ ๐‘Ž๐‘Ž๏ฟฝ โŠฅ ๐‘๐‘๏ฟฝ

43. Podaj definicjฤ™ i wล‚asnoล›ci iloczynu wektorowego wektorรณw.

Iloczynem wektorowym wektorรณw ๐‘Ž๐‘Žโƒ— = [๐‘Ž๐‘Ž

1

, ๐‘Ž๐‘Ž

2

, ๐‘Ž๐‘Ž

3

] i ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ— = [๐‘๐‘

1

, ๐‘๐‘

2

, ๐‘๐‘

3

] nazywamy wektor ๐‘๐‘โƒ— taki,

ลผe:
๐‘Ž๐‘Žโƒ— ร— ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ— = |๐‘๐‘โƒ—| = |๐‘Ž๐‘Žโƒ—| โˆ™ ๏ฟฝ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ โˆ™ sin๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ
Jeล›li

|๐‘๐‘โƒ—| โ‰  0, to ๐‘๐‘โƒ— โŠฅ ๐‘Ž๐‘Žโƒ— i ๐‘๐‘โƒ— โŠฅ ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—.

44. Podaj definicjฤ™ i wล‚asnoล›ci iloczynu mieszanego wektorรณw.

Iloczynem mieszanym uporzฤ…dkowanej trรณjki wektorรณw ๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—, ๐‘๐‘โƒ—๏ฟฝ nazywa siฤ™ kaลผde
odwzorowanie, okreล›lone wzorem:

๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—, ๐‘๐‘โƒ—๏ฟฝ = ๐‘Ž๐‘Žโƒ— โˆ˜ ๏ฟฝ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ— ร— ๐‘๐‘โƒ—๏ฟฝ = ๏ฟฝ

๐‘Ž๐‘Ž

1

๐‘Ž๐‘Ž

2

๐‘Ž๐‘Ž

3

๐‘๐‘

1

๐‘๐‘

2

๐‘๐‘

3

๐‘๐‘

1

๐‘๐‘

2

๐‘๐‘

3

๏ฟฝ

Jeล›li ๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Žโƒ— ร— ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ โˆ˜ ๐‘๐‘โƒ— = 0, to ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—, ๐‘๐‘โƒ— sฤ… liniowo zaleลผne.
Wartoล›ฤ‡ bezwzglฤ™dna iloczynu mieszanego wektorรณw ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—, ๐‘๐‘โƒ— jest rรณwna objฤ™toล›ci ๐‘‰๐‘‰
rรณwnolegล‚oล›cianu rozpiฤ™tego na tych wektorach, zaczepionych we wspรณlnym poczฤ…tku.

45. Jak obliczamy odlegล‚oล›ฤ‡ punktu od pล‚aszczyzny?

Odlegล‚oล›ฤ‡ ๐‘‘๐‘‘(๐‘ƒ๐‘ƒ

0

, ๐œ‹๐œ‹) punktu ๐‘ƒ๐‘ƒ

0

(๐‘ฅ๐‘ฅ

0

, ๐‘ฆ๐‘ฆ

0

, ๐‘ง๐‘ง

0

) od pล‚aszczyzny ๐œ‹๐œ‹: ๐ด๐ด๐‘ฅ๐‘ฅ + ๐ต๐ต๐‘ฆ๐‘ฆ + ๐ถ๐ถ๐‘ง๐‘ง + ๐ท๐ท = 0 obliczamy

ze wzoru:

๐‘‘๐‘‘(๐‘ƒ๐‘ƒ

0

, ๐œ‹๐œ‹) =

|๐ด๐ด๐‘ฅ๐‘ฅ

0

+ ๐ต๐ต๐‘ฆ๐‘ฆ

0

+ ๐ถ๐ถ๐‘ง๐‘ง

0

+ ๐ท๐ท|

โˆš๐ด๐ด

2

+ ๐ต๐ต

2

+ ๐ถ๐ถ

2

46. Jak obliczamy kฤ…t miฤ™dzy wektorami?

Z definicji iloczynu skalarnego wektorรณw:

cos๏ฟฝ๐‘Ž๐‘Žโƒ—, ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ =

๐‘Ž๐‘Žโƒ— โˆ˜ ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—

|๐‘Ž๐‘Žโƒ—| โˆ™ ๏ฟฝ๐‘๐‘๏ฟฝโƒ—๏ฟฝ

47. Jak obliczamy kฤ…t miฤ™dzy pล‚aszczyznami?

Kฤ…t dwuล›cienny miฤ™dzy pล‚aszczyznami jest rรณwny kฤ…towi miฤ™dzy wektorami normalnymi do
tych pล‚aszczyzn. Moลผemy go obliczyฤ‡ podobnie jak kฤ…t miฤ™dzy dwoma wektorami.

48. Podaj rรณwnanie elipsoidy.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

+

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

+

๐‘ง๐‘ง

2

๐‘๐‘

2

= 1

49. Podaj rรณwnanie hiperboloidy jednopowล‚okowej.

background image

7

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

+

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

โˆ’

๐‘ง๐‘ง

2

๐‘๐‘

2

= 1

50. Podaj rรณwnanie hiperboloidy dwupowล‚okowej.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

โˆ’

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

โˆ’

๐‘ง๐‘ง

2

๐‘๐‘

2

= 1

51. Podaj rรณwnanie paraboloidy eliptycznej.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

+

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

= 2 โˆ™ ๐‘ง๐‘ง

52. Podaj rรณwnanie paraboloidy hiperbolicznej.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

โˆ’

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

= 2 โˆ™ ๐‘ง๐‘ง

53. Podaj rรณwnanie walca eliptycznego.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

+

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

= 1

54. Podaj rรณwnanie walca hiperbolicznego.

๐‘ฅ๐‘ฅ

2

๐‘Ž๐‘Ž

2

โˆ’

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

๐‘๐‘

2

= 1

55. Podaj rรณwnanie walca parabolicznego.

๐‘ฆ๐‘ฆ

2

= 2 โˆ™ ๐‘๐‘ โˆ™ ๐‘ฅ๐‘ฅ

56. Podaj twierdzenie o rozkล‚adzie na czynniki pierwsze. Kiedy liczbฤ™ ๐‘›๐‘› nazywamy liczbฤ…

pierwszฤ…?
Dla kaลผdej liczby ๐‘›๐‘› โˆˆ โ„• istnieje dokล‚adnie jeden ciฤ…g liczb pierwszych ๐‘๐‘

1

< ๐‘๐‘

2

< โ‹ฏ < ๐‘๐‘

๐‘›๐‘›

oraz

liczb ๐›ผ๐›ผ

1

, ๐›ผ๐›ผ

2

, โ€ฆ , ๐›ผ๐›ผ

๐‘Ÿ๐‘Ÿ

โˆˆ โ„• takich, ลผe ๐‘›๐‘› = ๐‘๐‘

1

๐›ผ๐›ผ

1

โˆ™ โ€ฆ โˆ™ ๐‘๐‘

๐‘Ÿ๐‘Ÿ

๐›ผ๐›ผ

๐‘Ÿ๐‘Ÿ

.

Liczbฤ™ ๐‘›๐‘› > 1 nazywamy pierwszฤ…, jeลผeli posiada dokล‚adnie dwa dzielniki.

57. Jakie sฤ… wล‚asnoล›ci relacji podzielnoล›ci?

1. โˆ€๐‘๐‘ โˆˆ โ„ค ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โˆ™ ๐‘๐‘

2. ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โˆง ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘

3. ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โˆง ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž|(๐‘๐‘ ยฑ ๐‘๐‘)

4. ๐‘Ž๐‘Ž|๐‘๐‘ โˆง ๐‘๐‘|๐‘Ž๐‘Ž โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘ > 0 โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž = ๐‘๐‘

58. Jak brzmi twierdzenie o algorytmie Euklidesa?

Algorytm Euklidesa zawsze daje w wyniku ๐‘๐‘๐‘Š๐‘Š๐ท๐ท(๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘).

59. Podaj twierdzenie o przedstawieniu ๐‘๐‘๐‘Š๐‘Š๐ท๐ท(๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘) za pomocฤ… kombinacji ๐‘Ž๐‘Ž i ๐‘๐‘.

Niech ๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘ โˆˆ โ„•, ๐‘‘๐‘‘ = ๐‘๐‘๐‘Š๐‘Š๐ท๐ท(๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘), ๐‘Ž๐‘Ž > ๐‘๐‘. Istniejฤ… liczby caล‚kowite ๐‘ข๐‘ข, ๐‘ฃ๐‘ฃ โˆˆ โ„ค takie, ลผe:
๐‘‘๐‘‘ = ๐‘ข๐‘ข โˆ™ ๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘ฃ๐‘ฃ โˆ™ ๐‘๐‘

60. Co nazywamy funkcjฤ… Eulera? Ile wynosi jej wartoล›ฤ‡ dla liczby pierwszej?

Funkcja Eulera ๐œ‘๐œ‘: โ„• โ†’ โ„• dla dowolnej liczby ๐‘›๐‘› โˆˆ โ„• jest okreล›lona wzorem:
๐œ‘๐œ‘(๐‘›๐‘›) = {๐‘๐‘ โˆˆ {0, โ€ฆ , ๐‘›๐‘› โˆ’ 1}: ๐‘๐‘๐‘Š๐‘Š๐ท๐ท(๐‘๐‘, ๐‘›๐‘›) = 1}

61. Podaj wล‚asnoล›ci relacji kongruencji.

1. โˆ€๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž(mod ๐‘š๐‘š)

2. โˆ€๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘ โˆˆ โ„ค ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘๐‘(mod ๐‘š๐‘š) โŸบ ๐‘๐‘ โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž(mod ๐‘š๐‘š)

3. โˆ€๐‘Ž๐‘Ž, ๐‘๐‘, ๐‘๐‘ โˆˆ โ„ค ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘๐‘(mod ๐‘š๐‘š), ๐‘๐‘ โ‰ก ๐‘๐‘(mod ๐‘š๐‘š) โ‡’ ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘๐‘(mod ๐‘š๐‘š)

62. Co nazywamy peล‚nym zbiorem reszt modulo m? Znajdลบ peล‚ny zbiรณr reszt modulo 4.

Zbiรณr zawierajฤ…cy m klas reszt nazywamy peล‚nym zbiorem reszt modulo m i oznaczamy jako
๐‘๐‘

/๐‘š๐‘š

:

[๐‘Ž๐‘Ž] = {๐‘๐‘ โˆˆ โ„ค: ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘๐‘(mod ๐‘š๐‘š)}

๐‘๐‘

/๐‘š๐‘š

= {[๐‘Ž๐‘Ž], ๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ โ„ค}

background image

8

Peล‚ny zbiรณr reszt modulo 4 wyglฤ…da nastฤ™pujฤ…co:
[๐‘Ž๐‘Ž] = {๐‘๐‘ โˆˆ โ„ค: ๐‘Ž๐‘Ž โ‰ก ๐‘๐‘(mod 4)}

๐‘๐‘

/4

= {[๐‘Ž๐‘Ž], ๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ โ„ค}

63. Co to jest element odwrotny do elementu ciaล‚a skoล„czonego? Kiedy istnieje?
64. Jak brzmi Maล‚e Twierdzenie Fermata?

Niech p bฤ™dzie liczbฤ… pierwszฤ…:
1. โˆ€๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ โ„ค ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘๐‘

โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž(mod ๐‘๐‘)

2. โˆ€๐‘Ž๐‘Ž โˆˆ โ„ค: ๐‘๐‘ โˆค ๐‘Ž๐‘Ž ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘๐‘โˆ’1

โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž(mod ๐‘๐‘)

65. Podaj twierdzenie o rรณwnoล›ci potฤ™g ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘›๐‘›

โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘š๐‘š

(mod ๐‘๐‘).

66. Jakie znamy wล‚asnoล›ci funkcji Eulera?

1. Jeลผeli ๐‘๐‘ jest liczbฤ… pierwszฤ…, to liczby 1, โ€ฆ , ๐‘๐‘ โˆ’ 1 sฤ… wzglฤ™dnie pierwsze z ๐‘๐‘, a wiฤ™c:

๐œ‘๐œ‘(๐‘๐‘) = ๐‘๐‘ โˆ’ 1

2. Jeลผeli liczby caล‚kowite ๐‘š๐‘š, ๐‘›๐‘› sฤ… wzglฤ™dnie pierwsze, to

๐œ‘๐œ‘(๐‘š๐‘š๐‘›๐‘›) = ๐œ‘๐œ‘(๐‘š๐‘š) โˆ™ ๐œ‘๐œ‘(๐‘›๐‘›)

3. Jeลผeli ๐‘›๐‘› = ๐‘๐‘

๐‘˜๐‘˜

, to

(๐‘›๐‘›) = ๐‘๐‘

๐‘˜๐‘˜

โˆ’ ๐‘˜๐‘˜

๐‘˜๐‘˜โˆ’1

4. Jeลผeli ๐‘›๐‘› nie ma wielokrotnych dzielnikรณw pierwszych, tj. ๐‘›๐‘› = ๐‘๐‘

1

โˆ™ ๐‘๐‘

2

โˆ™ โ€ฆ โˆ™ ๐‘๐‘

๐‘˜๐‘˜

, gdzie liczby

๐‘๐‘

๐‘–๐‘–

, ๐‘–๐‘– โˆˆ (1, โ€ฆ , ๐‘˜๐‘˜), sฤ… pierwsze i parami rรณลผne, to

๐œ‘๐œ‘(๐‘›๐‘›) = (๐‘๐‘

1

โˆ’ 1) โˆ™ (๐‘๐‘

2

โˆ’ 1) โˆ™ โ€ฆ โˆ™ (๐‘˜๐‘˜

๐‘˜๐‘˜

โˆ’ 1)

67. Podaj chiล„skie twierdzenie o resztach.

Dany jest ukล‚ad kongruencji:

๏ฟฝ

๐‘ฅ๐‘ฅ โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž

1

(mod ๐‘š๐‘š

1

)

โ‹ฎ

๐‘ฅ๐‘ฅ โ‰ก ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘๐‘

๏ฟฝmod ๐‘š๐‘š

๐‘๐‘

๏ฟฝ

Jeลผeli liczby caล‚kowite dodatnie ๐‘š๐‘š

1

, โ€ฆ , ๐‘š๐‘š

๐‘๐‘

sฤ… parami wzglฤ™dnie pierwsze, a liczby ๐‘Ž๐‘Ž

1

, โ€ฆ , ๐‘Ž๐‘Ž

๐‘๐‘

sฤ… dowolnymi liczbami caล‚kowitymi, to istniejฤ… rozwiฤ…zania ๐‘ฅ๐‘ฅ

0

, ๐‘ฅ๐‘ฅ

1

, ๐‘ฅ๐‘ฅ

โˆ’1

, ๐‘ฅ๐‘ฅ

2

, ๐‘ฅ๐‘ฅ

โˆ’2

, โ€ฆ tego ukล‚adu

kongruencji, przy czym ๐‘ฅ๐‘ฅ

๐‘–๐‘–

= ๐‘ฅ๐‘ฅ

0

+ ๐‘–๐‘– โˆ™ ๐‘€๐‘€, gdzie ๐‘€๐‘€ = ๐‘š๐‘š

1

โˆ™ โ€ฆ โˆ™ ๐‘š๐‘š

๐‘๐‘

.

68. Czemu jest rรณwne ๐‘Ž๐‘Ž

๐œ‘๐œ‘(๐‘›๐‘›)

(mod ๐‘›๐‘›)?


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
odpowiedzi na egzamin hodowla owiec
Poetyka material na egzamin id Nieznany
Odpowiedzi na egzamin cz 2
kartografia odpowiedzi na egzamin
ODPOWIEDZI NA EGZAMIN Z PRAWA 1
Odpowiedzi na egzamin
Pytania i odpowiedzi na egzamin, Budownictwo - studia, I stopieล„, I rok, Chemia
pytania i odpowiedzi na egzamin, SGGW Technika Rolnicza i Leล›na, NOM
odpowiedzi na egzamin wiedzy ogรณlnej z policji, Pomoce dydaktyczne
EIE- pytania i odpowiedzi na egzamin
odpowiedz NA EGZAMIN, PYTANIA NA EGZAMIN
Pedagogika spoล‚eczna, Egzamin - zagadnienia, Pedagogika spoล‚eczna-pytania i odpowiedzi na egzamin
odpowiedzi na egzamin twf
odpowiedzi na egzamin
Historia na egzamin Reformy S w Nieznany

wiฤ™cej podobnych podstron