background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 

EGZAMIN  PISEMNY    -   przykładowy zestaw,   rozwiązania zadań 

 

1.   W przestrzeni liniowej  o wymiarze 

2

dimV

, określona jest następująca relacja:        

            Wektor 

u

 jest w relacji z wektorem 

v

 (  

u

v

 ) jeśli 

u

 jest liniowo zależny z 

v

. 

Określić zbiór wektorów 

0

 będących w relacji z ustalonym wektorem 

0

0

v

.  

Czy zbiór 

0

 jest podprzestrzenią liniową? Jeśli tak to podać bazę i wymiar.                                    

Czy relacja ta jest relacją równoważności? 

 

Rozwiązanie: 
Wskazówka
: Istota problemu sprowadza się do obserwacji, że wektor zerowy jest liniowo 
zależny z każdym wektorem. 
Liniowa zależność dwóch wektorów: Definicję liniowej zależności wektorów, przestrzeni 
liniowej nad ciałem  , zapisujemy w postaci symetrycznej. 

Wektory 

V

v

v

2

1

,

 są liniowo zależne, jeśli istnieją 

K

2

1

,

, z których 

przynajmniej jeden jest różny od zera, takie, że 

0

2

2

1

1

v

v

Zbiór wektorów 

0

 liniowo zależnych z wektorem 

0

0

v

:   

Niech 

0

1

v

v

. Występują dwa przypadki: 

a)  

0

2

v

. Wtedy 

0

0

2

1

i

. Stąd   

0

0

2

1

2

v

v

v

  dla pewnego 

.                

b)  

0

2

v

. Wtedy 

0

,

0

2

1

. Stąd   

0

0

2

0

0

v

v

v

  dla 

0 .                                       

W obu przypadkach wektor 

2

v

 liniowo zależny z wektorem 

0

0

v

 przyjmuje postać   

0

2

v

v

  ,  gdzie  

. Dlatego 

                                                          

K

v

v

V

v

V

,

:

0

0

             

 Zbiór wektorów 

0

 jako podprzestrzeń liniowa: 

Zbiór 

0

jest domknięty ze względu na dodawanie wektorów i mnożenie przez liczbę ( dowód 

wynika wprost z własności tych działań ): 
                     

0

2

1

0

2

0

1

)

(

v

v

v

        ,     

0

1

2

0

1

2

)

(

)

(

v

v

 

W szczególności 

0

zawiera wektor zerowy  

0

0

. Zbiór 

0

jest więc podprzestrzenią 

liniową. Co więcej, zbiór 

0

stanowi powłokę liniową rozpiętą przez jeden wektor 

0

.             

Zatem

1

dim

0

V

, a dowolna baza składa się z jednego wektora postaci 

0

0

1

v

e

 , 

0

0

 . 

Relacja równoważności ?: 
Sposób I. -  Relacja równoważności jest zwrotna, symetryczna i przechodnia. 
Z powyższej definicji liniowej zależności wektorów wynika, że relacja:  
    Wektor 

u

 jest w relacji z wektorem 

v

 (  

u

v

 ) jeśli 

u

 jest liniowo zależny z 

v

jest oczywiście symetryczna, a także zwrotna   ( 

0

u

u

 ). 

Jeśli jednak  

2

dimV

, to relacja ta nie jest przechodnia. Istnieją bowiem wtedy 

przynajmniej dwa ( różne od zera ) wektory liniowo niezależne  

V

u

u

2

1

,

 , nie będące ze 

sobą w relacji. Ale każdy z nich jest liniowo zależny z wektorem zerowym 

V

0

 .                 

Mamy więc:  
                     

1

u

~  0     i     0 

2

u

    podczas gdy   

1

u

  nie jest w relacji z  

2

u

 . 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 

Sposób II. -  Relacja równoważności dzieli zbiór na rozłączne podzbiory ( klasy 
równoważności ).  
Dowód nie wprost. Załóżmy, że relacja:  
    Wektor 

u

 jest w relacji z wektorem 

v

 (  

u

v

 ) jeśli 

u

 jest liniowo zależny z 

v

jest relacją równoważności. Ponieważ

2

dimV

, to istnieją dwa ( różne od zera ) wektory 

liniowo niezależne  

V

u

u

2

1

,

 , nie będące ze sobą w relacji.  Wtedy zbiór wektorów 

1

V

 

będących w relacji z wektorem 

1

u

 jest rozłączny ze zbiorem wektorów 

2

V

 będących w relacji 

z wektorem 

2

u

,    

2

1

V

V

Ø .  

Ale każdy z wektorów 

2

1

u

u

 jest liniowo zależny z wektorem zerowym 

V

0

, co oznacza, 

że wektor zerowy 

2

1

0

V

V

,  czyli  

2

1

V

V

 Ø . Doprowadzając do sprzeczności 

wykazaliśmy, że nie jest to relacja równoważności. 
 
...................................................................................................................................................... 
 

2.  Znaleźć część rzeczywistą, urojoną oraz moduł liczby zespolonej 

z

 postaci:           

                                                         

12

12

)

1

(

)

3

1

(

i

i

z

 

 

Czy liczba 

z

 należy do zbioru  

                                                    

4

7

1

1

:

Argz

i

z

C

z

 

Wynik uzasadnić oraz naszkicować na płaszczyźnie zespolonej. 
  

Rozwiązanie: 
Wskazówka 1
: Liczbę zespoloną można zapisać w postaci algebraicznej  

iy

x

z

   lub 

trygonometrycznej ( wykładniczej )  

i

re

i

r

z

)

sin

(cos

. Mnożenie, potęgowanie i 

pierwiastkowanie wygodniej jest wykonywać korzystając z postaci trygonometrycznej,                   
w oparciu o wzór de Moivre’a: 

                                               

in

n

n

n

e

r

n

i

n

r

z

)

sin

(cos

 

przy czym   

2

1

2

1

)

(

z

Arg

z

Arg

z

z

Arg

  ,    

2

1

2

1

)

(

z

Arg

z

Arg

z

z

Arg

Wskazówka 2: Wyrażenia z wysokimi potęgami można czasami uprościć, jeśli któraś                         
z kolejnych potęg przyjmuje prostą postać ( 

k

z

jest rzeczywiste lub urojone ).                       

Korzystanie ze wzoru na dwumian Newtona jest ostatecznością. 

Wskazówka 3: Przy obliczaniu modułu

r

y

x

z

2

2

 można korzystać z faktu:                                                                        

       - moduł iloczynu( ilorazu, potęgi) równy jest iloczynowi(ilorazowi, potędze) modułów.  

 

 
 
 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 
A. Postać liczby 

z

 

Sposób 1:  Postać trygonometryczna 
 

Niech  

)

sin

(cos

3

1

1

1

1

1

i

r

i

z

 .  Wtedy   

               

2

3

1

1

z

   ,                        

)

sin

(cos

2

2

3

2

1

2

1

1

1

i

i

z

 

Stąd  ( 

1

z

 leży w czwartej ćwiartce na płaszczyźnie zespolonej )  

3

5

1

 ,  

        

20

12

1

1

12

12

1

)

20

sin

20

(cos

2

)

12

sin

12

(cos

2

i

e

i

i

z

 

Niech     

)

sin

(cos

1

2

2

2

2

i

r

i

z

 .   

Wtedy 

          

2

1

1

2

z

    ,            

)

sin

(cos

2

2

1

2

1

2

2

2

2

i

i

z

 

Stąd  ( 

2

z

 leży w pierwszej ćwiartce na płaszczyźnie zespolonej )  

4

1

2

 ,  

        

3

12

2

2

12

12

2

)

3

sin

3

(cos

2

)

12

sin

12

(cos

)

2

(

i

e

i

i

z

 

Ostatecznie    

      

6

6

12

12

12

2

12

1

2

)

)

3

20

sin(

)

3

20

(cos(

2

)

3

sin

3

(cos

)

2

(

)

20

sin

20

(cos

2

i

i

i

z

z

z

 

 
Zatem      
                   

64

Re z

  ,   

0

Im z

   ,   

64

z

  . 

 

Sposób 2:  Postać arytmetyczna. 
 

Niech  

3

1

1

i

z

  ,   

i

z

1

2

 . Obliczamy kolejne potęgi liczb 

2

1

z

z

 . 

        

)

3

1

(

2

3

3

2

1

)

3

1

(

2

2

1

i

i

i

z

 

        

3

3

1

2

)

3

1

(

2

)

3

1

)(

3

1

(

2

i

i

z

 

        

i

i

i

z

2

1

2

1

)

1

(

2

2

2

 

Ostatecznie    

                          

6

6

12

6

4

3

6

2

2

4

3

1

12

2

12

1

2

2

2

)

2

(

)

2

(

)

(

)

(

i

z

z

z

z

z

 

 
Zatem     

64

Re z

  ,   

0

Im z

   ,   

64

z

  . 

 

 

 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 

B. Położenie liczby 

z

na płaszczyźnie zespolonej 

Liczba 

64

z

 nie należy do podanego zbioru 

 

                                

4

7

1

1

:

Argz

i

z

C

z

 

 
 
który jest częścią wspólną zbiorów   i   , gdzie  

 to zewnętrze koła ( wraz z okręgiem) o promieniu 

1

r

 i środku w punkcie 

i

z

1

0

 to obszar ograniczony dwiema półprostymi:   

2

4

7

z

Arg

 . 

bowiem  

4

7

z

Arg

    czyli 

B

z

 . Należy zauważyć, że  

A

z

 , ponieważ  

odległość 

z

 od  

i

1

 ( jako moduł różnicy liczb ) jest większa od 1 

                      

1

1

65

65

1

64

2

i

i

 . 

 
...................................................................................................................................................... 
 
3.  Wykazać ( dwoma sposobami ) bez rozwiązywania, że układ równań  

                                                

1

7

5

3

1

3

2

2

2

z

y

x

y

x

z

y

x

           

      posiada jedno rozwiązanie? Rozwiązać układ równań dwoma z trzech podanych metod:                

metoda operacji elementarnych, metoda macierzy odwrotnej, wzory Cramera. 

 
Rozwiązanie 
Wskazówka: Postać macierzowa układu równań  

b

Ax

 

                                            

1

1

2

7

5

3

0

3

2

1

2

1

z

y

x

 

pozwala wyjaśnić problem istnienia rozwiązań układu trzech równań z trzema niewiadomymi, 
poprzez badanie właściwości przekształcenia liniowego  

3

3

:

R

R

f

 posiadającego w bazie 

standardowej macierz  A , sprawdzenie czy jest to układ typu Cramera lub badanie rzędów 
macierzy  A   i macierzy rozszerzonej

b

A . 

A. Istnienie rozwiązań 

Sposób 1:  Właściwości przekształcenia liniowego  

3

3

:

R

R

f

 o macierzy  

Układ niejednorodny posiada rozwiązanie gdy  

f

b

Im

. Rozwiązanie jest jedno jeśli 

dodatkowo 

Kerf

dim

0 . 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 
 
Kolumny macierzy  , jako obrazy wektorów bazy rozpinają obraz 

f

Im

 

                        

7

0

1

,

5

3

2

,

3

2

1

Im f

 

Wykonując operacje elementarne na kolumnach macierzy   wykazujemy, że wszystkie trzy 
są liniowo niezależne ( tworzą bazę w 

3

R

 

0

1

0

0

0

1

1

0

0

7

1

5

0

0

1

1

0

0

7

4

5

0

0

1

1

0

0

7

19

5

0

3

1

1

0

0

7

19

10

0

3

2

1

0

0

7

5

3

0

3

2

1

2

1

)

7

(

2

,

3

)

5

(

2

,

1

)

4

/

1

(

2

)

3

(

1

,

2

)

1

(

3

)

2

/

1

(

1

)

2

(

3

,

2

)

1

(

3

,

1

K

K

K

K

K

K

K

K

F

F

F

F

F

F

F

F

 

Tak więc 

3

Im

R

f

  i oczywiście 

f

b

Im

.  

Ponadto z faktu, że 

3

dim

Im

dim

Kerf

f

   otrzymujemy   

0

dim Kerf

 .  

Układ posiada więc jedno rozwiązanie. 

Sposób 2:  Układ typu Cramera lub metoda macierzy odwrotnej. 

Macierz   jest macierzą kwadratową . Wystarczy wykazać, że wyznacznik 

0

det A

.                

Jeżeli bowiem wyznacznik 

0

det A

to: 

    - po pierwsze, istnieje wówczas macierz odwrotna 

1

A

 i układ posiada jedyne rozwiązanie   

postaci   

b

A

x

1

    - po drugie, układ posiada jedyne rozwiązanie opisane wzorami Cramera. 
Rzeczywiście 

                           

0

8

28

0

9

10

0

21

7

5

3

0

3

2

1

2

1

det A

 

Sposób 3:  Twierdzenie Kroneckera-Capellego 

Układ posiada jedno rozwiązanie jeśli rzędy macierzy   i macierzy rozszerzonej

b

A

 są 

równe liczbie niewiadomych 

n

                                                        

n

b

rzA

rzA

 

Metoda wyznacznikowa: Rząd macierzy równy jest  najwyższemu ze stopni jej minorów 
różnych od zera. 
Wykazując ( sposób 2 ), że 

0

8

det A

 otrzymujemy  

                                                      

n

b

rzA

rzA

3

 

Metoda operacji elementarnych: Rząd macierzy równy jest maksymalnej liczbie liniowo 
niezależnych wektorów kolumnowych ( wierszowych ) macierzy. 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 
Wykonując operacje elementarne na kolumnach ( sposób 1 ) wykazaliśmy, że  
                                                        

n

b

rzA

rzA

3

 

Sprowadzając macierz do najprostszej postaci można w tym przypadku wykonywać operacje 
elementarne zarówno na kolumnach jak i na wierszach. Wystarczy przy tym wyzerować 
elementy pod (nad ) diagonalą ( operacjami na wierszach ) 

                

8

0

0

2

1

0

1

2

1

8

0

0

0

3

2

1

2

1

7

5

3

0

3

2

1

2

1

)

2

(

1

,

2

)

1

(

2

,

3

)

1

(

1

,

3

w

w

w

F

F

F

                                                               

aby zauważyć, że trzy wektory kolumnowe ( wierszowe ) są liniowo niezależne. 

 

B. Rozwiązanie układu równań  

Sposób 1:  Macierz odwrotna.                

b

A

x

1

 

Macierz odwrotną można wyznaczyć dwoma metodami: 

i) 

przy pomocy operacji elementarnych, 

ii) 

przy pomocy wyznaczników  ( dopełnienie algebraiczne, macierz dołączona ) 

i)  Aby wyznaczyć macierz odwrotną 

1

A

do macierzy   ( metodą operacji elementarnych )    

     należy skorzystać z następującego faktu:   

Jeśli wykonamy równocześnie ciąg takich samych operacji elementarnych na macierzy

A  i  macierzy jednostkowej I,  taki że   

I

A

A

,                                                                                  

to wtedy    

1

A

I

I

Uwaga! Wszystkie operacje wyłącznie na kolumnach lub wszystkie wyłącznie na wierszach.                                                                                            

 

Można wykorzystać ciąg operacji na kolumnach ( 

1

Sposób

A

), uzupełniając go o zamiany 

miejscami odpowiednich kolumn. 

 

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

7

1

5

0

0

1

1

0

0

7

4

5

0

0

1

1

0

0

7

19

5

0

3

1

1

0

0

7

19

10

0

3

2

1

0

0

7

5

3

0

3

2

1

2

1

3

,

1

2

,

1

)

7

(

2

,

3

)

5

(

2

,

1

)

4

/

1

(

2

)

3

(

1

,

2

)

1

(

3

)

2

/

1

(

1

)

2

(

3

,

2

)

1

(

3

,

1

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

 

 

 

 

 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 

      

1

1

1

2

10

14

3

19

21

8

1

1

1

1

14

10

2

21

19

3

8

1

1

1

1

14

2

10

21

3

19

8

1

8

1

4

0

2

0

0

3

4

8

1

1

2

/

1

2

/

1

0

1

0

0

2

/

3

2

/

1

1

2

2

/

1

0

1

0

0

0

2

/

1

1

2

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

3

,

1

2

,

1

)

7

(

2

,

3

)

5

(

2

,

1

)

4

/

1

(

2

)

3

(

1

,

2

)

1

(

3

)

2

/

1

(

1

)

2

(

3

,

2

)

1

(

3

,

1

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

 

Stąd    

1

1

1

2

10

14

3

19

21

8

1

1

A

     ,   

2

/

1

2

2

/

5

1

1

2

1

1

1

2

10

14

3

19

21

8

1

z

y

x

 

 
 

ii)  Korzystamy  ze wzoru  

D

A

A

A

det

1

1

, gdzie 

D

A

 oznacza macierz dołączoną, która jest    

transpozycją macierzy dopełnień algebraicznych elementów macierzy 

A

 Niech 

ij

A

~

 oznacza 

macierz utworzoną z macierzy  A  przez skreślenie i-tego wiersza oraz j-tej kolumny. 
Dopełnienie algebraiczne 

ij

d elementu 

ij

a  wynosi  

                                 

ij

j

i

ij

A

d

~

det

)

1

(

                                                                                                                          

natomiast elementy macierzy dołączonej mają postać:     

ji

ij

D

d

A

 

                                            

nn

n

n

d

d

d

d

A

A

...

...

det

1

1

1

11

1

 

 
W tym przypadku  ( A. Sposób 2 )  

8

det A

 

21

7

5

0

3

11

d

          ,    

19

7

5

1

2

21

d

         ,    

3

0

3

1

2

31

d

   , 

14

7

3

0

2

12

d

    ,     

10

7

3

1

1

22

d

              ,    

2

0

2

1

1

32

d

 , 

1

5

3

3

2

13

d

            ,      

1

5

3

2

1

23

d

                ,    

1

3

2

2

1

33

d

 

 
 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 

Stąd                   

1

1

1

2

10

14

3

19

21

8

1

1

A

 

 

Sposób 2.  Wzory Cramera 

Jeśli  A  jest macierzą kwadratową, nieosobliwą ( 

0

det A

 ) to rozwiązania układu równań 

                   

          

n

n

nn

n

n

b

b

x

x

a

a

a

a

1

1

1

1

11

...

...

             

są postaci                

A

A

x

i

i

det

det

 

gdzie macierz  

i

A

 została utworzona z macierzy  A  poprzez zastąpienie i-tej kolumny, 

kolumną wyrazów wolnych  b  . 

20

7

5

1

0

3

1

1

2

2

det

1

A

    ,    

16

7

1

3

0

1

2

1

2

1

det

2

A

   ,    

4

1

5

3

1

3

2

2

2

1

det

3

A

 

Ale  

( A. Sposób 2 )  

8

det A

. Więc    

2

5

1

x

x

  ,  

2

2

x

y

  ,    

2

1

3

x

z

  . 

 

Sposób 3:  Metoda operacji elementarnych ( na wierszach macierzy  b

 ) 

 
Aby wyzerować w macierzy   elementy pod diagonalą, wykonujemy ciąg operacji 
elementarnych na wierszach macierzy 

b

 ( taki sam jak w A. Sposób 3 ) 

                

4

3

2

8

0

0

2

1

0

1

2

1

4

1

2

8

0

0

0

3

2

1

2

1

1

1

2

7

5

3

0

3

2

1

2

1

)

2

(

1

,

2

)

1

(

2

,

3

)

1

(

1

,

3

w

w

w

F

F

F

 

Układ równań przyjmuje równoważną, prostą postać:    

     

4

3

2

8

0

0

2

1

0

1

2

1

z

y

x

     czyli  

4

8

3

2

2

2

z

z

y

z

y

x

  .   Stąd kolejno  

2

/

5

2

2

/

1

x

y

z

 

 

 
 
 
 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

 
4.
   Przekształcenie liniowe 

3

3

]

[

:

R

R

f

 posiada ( w bazach standardowych:  w przestrzeni 

wielomianów 

]

[

3

R

;   

1

)

(

1

x

e

 ,  

x

x

e

)

(

2

 ,  

2

3

)

(

x

x

e

3

4

)

(

x

x

e

, natomiast w 

przestrzeni 

3

R

;  

)

0

,

0

,

1

(

1

e

 , 

)

0

,

1

,

0

(

2

e

 , 

)

1

,

0

,

0

(

3

e

)   macierz postaci:                                                              

                                                      

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

 

Określić  Ker f ,  Imf  ( podając bazy i wymiar ) oraz postać wielomianu 

)

(x

w

, dla 

którego          
                                              

)

2

,

0

,

1

(

)

(w

f

 
Rozwiązanie 

Wskazówka. W podanych bazach, dowolny wielomian 

]

[

3

R

w

  postaci   

3

4

2

3

2

1

)

(

x

w

x

w

x

w

w

x

w

 reprezentowany jest przez wektor kolumnowy                                                                     

     

w

w

w

w

w

3

2

1

,           wektor 

3

)

(

R

w

f

 przez wektor kolumnowy      

2

0

1

)

(w

f

 ,           

przekształcenie 

3

3

]

[

:

R

R

f

 przez macierz  

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

A

,   

 natomiast równanie  

)

2

,

0

,

1

(

)

(w

f

w zapisie macierzowym przyjmuje postać 

                                     

2

0

1

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

4

3

2

1

w

w

w

w

 

Jądro przekształcenia liniowego 

}

0

:

]

[

{

3

Aw

R

w

f

Ker

 

Równanie jednorodne  

                                          

0

0

0

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

4

3

2

1

w

w

w

w

 

sprowadzamy metodą operacji elementarnych na wierszach macierzy    

        
 
 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

10 

 

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

2

0

1

1

1

1

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

)

1

(

3

,

2

)

1

(

3

,

1

)

2

(

1

,

3

)

1

(

1

,

2

W

W

W

W

F

F

F

F

 

do prostej postaci 

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

4

3

2

1

w

w

w

w

      czyli   

0

0

0

4

2

3

2

3

1

w

w

w

w

w

w

 .   Stąd kolejno    

t

w

t

w

t

w

t

w

4

2

3

1

 

Jądro tworzą więc wektory  

 

1

1

1

1

t

w

,   to znaczy, że 

1

ker

dim

f

 , a baza składa się z jednego wektora np.  

1

1

1

1

1

e

 

Obraz przekształcenia liniowego  

f

Im

 

Kolumny macierzy  , jako obrazy wektorów bazy rozpinają obraz 

f

Im

 

                        

3

2

1

,

2

2

1

,

3

3

1

,

2

1

1

Im f

 

Wykonując operacje elementarne na kolumnach macierzy   wykazujemy, że trzy z nich są 
liniowo niezależne ( tworzą bazę w 

3

R

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

1

2

0

1

2

0

0

0

0

1

4

,

1

1

0

1

2

1

1

2

1

0

0

0

1

4

,

3

,

2

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

)

2

(

4

,

1

)

2

(

3

,

2

)

1

(

3

,

)

1

(

1

,

K

K

K

i

K

i

F

F

i

F

i

F

 

Tak więc 

3

Im

R

f

  ,  

3

Im

dim

f

  ,  baza np. standardowa, zero-jedynkowa. 

 

Uwaga. W tym przypadku 

4

dim

Im

dim

Kerf

f

 .  

Przeciwobraz wektora  

)

2

,

0

,

1

(

)

(w

f

 

Szukając wielomianów 

)

(x

w

 takich, że 

)

2

,

0

,

1

(

)

(w

f

 rozwiązujemy układ równań 

niejednorodnych  

                                 

2

0

1

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

4

3

2

1

w

w

w

w

 

background image

UKSW                                                                                               ALGEBRA  LINIOWA                         
Matematyka – semestr I                                                                        Kazimierz Jezuita 
2008/2009 

 

11 

 

metodą operacji elementarnych na wierszach macierzy 

b

A

 postępując tak samo jak powyżej, 

dla równania jednorodnego ( 

Kerf

 ) 

        

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

2

0

1

1

1

1

2

0

1

3

2

3

2

2

2

3

1

1

1

1

1

)

1

(

3

,

2

)

1

(

3

,

1

)

2

(

1

,

3

)

1

(

1

,

2

W

W

W

W

F

F

F

F

  

sprowadzając układ równań do postaci: 

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

4

3

2

1

w

w

w

w

      czyli  

0

1

1

4

2

3

2

3

1

w

w

w

w

w

w

 .   Stąd kolejno    

t

w

t

w

t

w

t

w

2

2

1

4

2

3

1

 

Przeciwobraz wektora  

)

2

,

0

,

1

(

)

(w

f

 tworzą więc wielomiany  

                             

3

2

)

2

(

)

1

(

)

2

(

)

(

x

t

x

t

x

t

t

x

w