Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 01. 03. 2010 17:23

Adrasiteia
Příspěvky: 64
Reputace:   
 

lin. závislost a nezávislost vektorů

Ahojte mám opět prosbičku. Nechápu vektory. Může mi někdo vysvětlit tyhle 3 příklady ? Jak je mám spočítat?

1) zjisti zda je vektor z lineární kombinací vektorů x, y  : z= (-4, 3, 5 )
                                                                                   x = (2, -3, 3 )
                                                                                   y = (-6, 0, 7)

2) zjisti zda jsou vektory lineárně závislé nebo nezávislé
                                       x = (3, -2, 5 )
                                       y = ( 1, 4, -3)
                                       z = ( 4, 2, -1)

3) zjisti zda je soustava vektorů závislá nebo nezávislá
                            a = (3, 1, -2, 4)
                            b = ( 1, 1, -1, 1)
                            c = ( 5, 4, -2, 3)
                            d = ( 3, 4, -1, 0)

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) jelena)

#2 01. 03. 2010 18:27

Oxyd
Příspěvky: 614
Škola: MFF UK, teoretická informatika
Pozice: Student
Reputace:   31 
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

Ad 1:

Vektor $\vec{z}$ je lin. kombinací vektorů $ \vec{x},\, \vec{y} $, pokud existují $\alpha,\,\beta$ takové, že $ \vec{z} = \alpha \vec{x} + \beta \vec{y} $.  Jestli máš ve skriptech nějakou šílenější definic s nějakou hezkou sumičkou, tak si ji zkus rozepsat pro tenhle konkrétní příklad, ať tam vidíš, že to tak skutečně je.

Pak je to jednoduché, stačí si rozepsat vektory x, y, z a podívat se, jestli takové \alpha a \beta skutečně existují:

$ \begin{pmatrix}-4 \nl 3 \nl 5 \end{pmatrix} = \alpha \begin{pmatrix} 2 \nl -3 \nl 3 \end{pmatrix} + \beta \begin{pmatrix} -6 \nl 0 \nl 7 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2\alpha \nl -3 \alpha \nl 3 \alpha \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} -6 \beta \nl 0 \nl 7 \beta \end{pmatrix} $

Teď máme soustavu tří rovnic o dvou neznámých, konkrétně rovnice

$ -4 = 2\alpha - 6\beta $
$ 3 = -3\alpha $
$ 5 = 3\alpha + 7\beta $

Soustavu se pokusíme vyřešit.  Ze druhé rovnice je hned vidět, že $ \alpha = -1 $, dosadíme to do první rovnice:

$ -4 = -2 - 6\beta $
$ \beta = \frac{1}{3} $

A teď oboje do třetí

$ 5 = -3 + \frac{7}{3} = \frac{-2}{3} $

Poslední rovnost neplatí, tedy neexistují žádná taková požadovaná $ \alpha,\, \beta $ -- to znamená, že z není lin. kombinací x, y.

Ad 2:

Prakticky totéž.  Jsou takové dvě běžně používané definice lineární závislosti množiny vektorů -- jedna je, že množina je lineárně závislá, pokud v ní existuje vektor, který je lineární kombinací zbývajících.  Tím si to můžeš převést na předchozí a ptát se, jestli třeba z je lineární kombinací x, y.

Druhá definice je, že množina { x, y, z } je lineárně závislá, pokud existují $ \alpha,\, \beta,\, \gamma $ taková, že $ \alpha \vec{x} + \beta \vec{y} + \gamma \vec{z} = \vec{0} $, přičemž aspoň jedno z $ \alpha,\, \beta,\, \gamma $ je nenulové.  Můžeme zase řešit tohle jako soustavu rovnic a podívat se, jaká najdeme řešení.  (Určitě najdeme řešení takové, že alpha = beta = gamma = 0 -- pokud je tohle ovšem řešení jediné, tak to znamená, že množina je lineárně nezávislá; pokud existuje i jiné řešení, pak je lineárně závislá.)

Tedy máme rovnice

$ 3\alpha - 2\beta + 5\gamma = 0 $
$ \alpha + 4\beta - 3\gamma = 0 $
$ 4\alpha + 2\beta - \gamma = 0 $

Můžeme to hezky řešit pomocí matice s algoritmem pana Gausse -- matici stačí převést do schodového tvaru -- pokud vyjde nějaký řádek plný samých nul, pak existuje řešení soustavy, kde buď alpha nebo beta nebo gamma je nenulová, a tím je odpověď „Jsou lineárně závislé“, v opačném případě je řešení jediné, a to samé nuly -- jak sem psal výše, to znamená, že vektory jsou nezávislé.

Ad 3:

To je vlastně tatáž otázka jako 2.  Osobně bych si to napsal do matice a použil na ni Gaussovu eliminaci.


Mýlím se častěji, než bych chtěl. Pokud vám v mém příspěvku něco nehraje, neváhejte se zeptat.
Jsem stále mlád a je mi příjemnější tykání. :)

Offline

 

#3 01. 03. 2010 18:32

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

↑ Adrasiteia:

posílám návod k řešení úloh

1.

http://forum.matweb.cz/upload/1267464732-IMG_0001.jpg


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#4 01. 03. 2010 18:49

Adrasiteia
Příspěvky: 64
Reputace:   
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

Děkuju Vám oběma za vysvětlení. Bohužel já to nemůžu řešit maticemi, protože ty sme ještě nebrali.

Musim to řešit rovnicemi a třeba u tý otázky 3 - vůbec nevim jak mám z toho všeho udělat srozumitelnou rovnici :-)

Offline

 

#5 01. 03. 2010 18:49

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

↑ Adrasiteia:

2. příklad : vyšlo mi že vektory nejsou lineárně závislé . (počítáno stejnou metodou, jakou jsem poslala před tím. )


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#6 01. 03. 2010 18:57

Adrasiteia
Příspěvky: 64
Reputace:   
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

↑ Ivana:
podle výsledků to máš správně, ale nemůži to počítat stejně, protože to jsou rovnice o 3 neznámých , takže : x + y + z = 0
stejně tak je i 4)  4 neznámý a já z toho potřebuju sesmolit rovnici kterou spočítám :-D

Offline

 

#7 01. 03. 2010 19:03

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

↑ Adrasiteia:

2. příklad :

http://forum.matweb.cz/upload/1267466587-IMG_0003.jpg


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#8 01. 03. 2010 19:13

Adrasiteia
Příspěvky: 64
Reputace:   
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

Hele, mám spočítanej příklad, jinej než sem tady uvedla :

Zadání je :

b = (1, -4, 7)
a1 = ( 5, -2, 1)
a2 = ( 3, -3, 4)

udělala sem z toho lin. rovnici, spočítala sem první dvě rovnice a třetí dopočítala a výsledky jsou : ( -1, 2, 1) a jak z toho mám poznat jestli je to závislá nebo nezávislá ?

Offline

 

#9 29. 08. 2010 14:17

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: lin. závislost a nezávislost vektorů

↑ Adrasiteia:

nalezeno při úklidu nevyřešených témat - asi už nění aktuální.

Zřejmě jsi počítala podle postupu od ↑ Ivany: (děkuji) - vektor b jako lineární kombinace vektorů a1, a2. Tedy z 1. a 2. rovnice vzniklo p=-1, q=2. Mělo být dosazeno do 3. rovnice: p+4q=7 (1*(-1)+4*2=7 platí), jsou lineárně závislé.

Nebo přes postup od kolegy ↑ Oxyd: (Ad 2) 2. definice) děkuji - viz strojový výpočet..

Jelikož se podařilo najit řešení soustavy a je nenulové (při řešení se zavedl parametr), vektory jsou lineárně závislé.

Označím za vyřešené.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson