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 14. 11. 2013 14:29

karlička
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Lineární kombinace skupiny vektorů

Prosím, jak mám postupovat? Přes matice nebo determinanty?

Zadání:
Stanovte všechna   x∈ R  , kterými nelze vyjádřit vektor  u ⃗  jako lineární kombinaci skupiny vektorů  {a⃗, b⃗, c⃗, d⃗ }.
a ⃗  =  (1;  1;  1;  2)    b ⃗  = (  1; -1;  8 sin(2x-π/3); 2)      c ⃗  =  (-2;  3;  10;  1)    d ⃗  = (2;  3;  5;  -1)
u ⃗  = (2; -3; -13; 5)

(To znamená, že vektory nesmí být lineárně závislé??)

Postupovala jsem přes matice a vyšlo mi 8 sin(2x-π/3)=7 tímto způsobem:

     Zavedeme označení     A = 8 sin(2x-π/3)
                 Vektory a ⃗,  b ⃗,  c ⃗, d ⃗  jsem zapsala do matice.
    Třetí řádek jsem posunula na místo čtvrtého řádku.
    Druhý sloupec jsem přemístila na místo posledního sloupce, 3. a 4. sloupec se posunuly vlevo.
    První řádek jsem vynásobila (-1) a výsledek přičetla ke druhému řádku.
    První řádek jsem vynásobila (-2) a výsledek přičetla ke třetímu řádku.
    První řádek jsem vynásobila (-1) a výsledek přičetla ke čtvrtému řádku.
    Prohodila jsem druhý a třetí sloupec.
    Druhý řádek jsem vynásobila 5 a výsledek přičetla ke třetímu řádku.
    Druhý řádek jsem vynásobila (-3) a výsledek přičetla ke čtvrtému řádku.
    Třetí řádek jsem vynásobila 1/10 a výsledek přičetla ke čtvrtému řádku.
Chci-li dokázat lineární závislost, pak (dle toho, co mně vyšlo) musí platit A=7, to znamená  8sin(2x-π/3)=7.
Teď ale nevím, jak dál.
Prosím, prosím, ukažte mi, jak vypočítat. A jestli jsem postupovala správně.
Děkuju. :)

Offline

 

#2 14. 11. 2013 19:00

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Lineární kombinace skupiny vektorů

↑ karlička:
Já teda nevím, ale nechtělo by to někde něco udělat také s tím vektorem $\vec{u}$? Jestli jsou vektory a,b,c,d LN nebo LZ nás až tak nezajímá.

Je potřeba zjistit pro jaké hodnoty parametru x nemá vektorová rovnice pro neznámé $k,l,m,n$
$k\cdot \vec{a}+l\cdot \vec{b}+m\cdot \vec{c}+n\cdot \vec{d}=\vec{u}$ žádné řešení. Takže si tuhle rovnici napiš ve složkách (jednu rovnici pro každou složku) - dostaneš soustavu čtyř skalárních rovnic pro čtyři neznámé, kterou potom vyřeš (třeba tou GEM).

Offline

 

#3 25. 11. 2013 22:00

karlička
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Lineární kombinace skupiny vektorů

↑ LukasM:

Takže takto by to mohlo být? (předtím matice upraveny gaussovou eliminační metodou):


c_1  +  2 c_2   - 2c_3      + c_4   =     2
             c_2 + 5 c_3  - 2 c_4  =    -5
                    30 c_3- 10 c_4  =  -24
                           (A+4) c_4  =  -24/10


Vektory a ⃗,  b ⃗,  c ⃗, d ⃗ nebudou vektorovou kombinací vektoru  u ⃗  , jestliže determinant   A + 4 = 0.

Dosadíme substituci:
8 sin⁡(2x- π/3) + 4 = 0
sin⁡(2x- π/3) =  - 1/2

Řešíme goniometrickou funkci  sin(2x- π/3)  a dosadíme 2 k π pro periodicitu funkce:
a)   2 x_1-  π/3  =   7/6  π+2 k π                       b)    2 x_2-  π/3  =   11/6  π+2 k π

       2x_1=  7/6  π+  1/3  π+ 2 k π                    2x_2=  11/6  π+  1/3  π+2 k π

       2x_1= ((14+4)/12+2 k)  π                    2x_2= ((22+4)/12+2 k)  π

        x_1= (9/12+k)  π                          x_2= (13/12+k)  π= (1/12+k)  π




Odpověď:

Vektor  u ⃗  nelze vyjádřit jako lineární kombinaci skupiny vektorů  {(a,) ⃗    (b,) ⃗   ( c,) ⃗    (d ) ⃗ } pro všechna       
x_1= (9/12+k)  π  a   x_2=  (1/12+k)  π , zároveň {x_1;x_2 }  ∈R   a   k ∈Z  .

Offline

 

#4 25. 11. 2013 22:25

karlička
Zelenáč
Příspěvky: 4
Reputace:   
 

Re: Lineární kombinace skupiny vektorů

↑ LukasM:

Jenomže teď jsem si dosadila do rovnic pro výpočet c1 až c4 a vyšlo mně
c1=0,c2=-1/5, c3=0 a c4=12/5.
Jsem už unavená, ale, jestli se nemýlím, tak je-li jakékoli c=o, pak příklad
nemá řešení.

Offline

 

#5 26. 11. 2013 22:05

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Lineární kombinace skupiny vektorů

↑ karlička:
Nevím jestli je ta soustava dobře upravená dobře, mně vyšel ten koeficient A-4, ne A+4. Nicméně ano, vyjádřit to nepůjde v případě, že to bude nulové (ovšem slovo determinant tam nemá naprosto co dělat). Potom by se řešila nějaká rovnice podobná té co píšeš. V odpovědi bych si odpustil "zároveň {x_1;x_2 }  ∈R", co je x1 a x2 už jsme tam napsali, tohle je akorát matoucí.

Druhému příspěvku ale naprosto nerozumím. Co sis kam dosadila? A proč v tom výsledku není hodnota A? Je-li jakékoli c=0, je to úplně jedno. Na otázku na kterou se ptali jsme už odpověděli, hodnoty c nás nezajímají. Podstatné je, že nějaké najít jde.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson