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 11. 11. 2023 14:30

bobik105
Zelenáč
Příspěvky: 24
Reputace:   
 

Maticová reprezentace lin. zobrazení

Zdravím, mám následující příklad:

Najděte maticovou reprezentaci lin. zobrazení prostoru geometrických vektorů do sebe takového, že vektoru [mathjax]u[/mathjax] přiřadí jeho průmět ve směru vektoru [mathjax]s[/mathjax] do roviny, ve které leží vektory [mathjax]a[/mathjax], [mathjax]b[/mathjax].
Vektory [mathjax]a[/mathjax], [mathjax]b[/mathjax], [mathjax]s[/mathjax] jsou určeny souřadnicemi:
[mathjax]s = \begin{pmatrix}
0\\
-1\\
0
\end{pmatrix}[/mathjax]
, [mathjax]a = \begin{pmatrix}
2\\
2\\
1
\end{pmatrix}[/mathjax]
, [mathjax]b = \begin{pmatrix}
-1\\
-1\\
-1
\end{pmatrix}[/mathjax]
.

Ve výsledcích je napsáno, že by mělo vyjít [mathjax]\begin{pmatrix}
1 & 0 & 0\\
1 & 0 & 0\\
0 & 0 &1
\end{pmatrix}[/mathjax]
.

Nevíte někdo jak to počítat?

Předem děkuji za odpovědi.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) bobik105)

#2 11. 11. 2023 14:53 — Editoval check_drummer (11. 11. 2023 14:54)

check_drummer
Příspěvky: 4897
Reputace:   105 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ bobik105:
Ahoj, rozumíš všem pojmům ze zadání?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#3 11. 11. 2023 14:56

check_drummer
Příspěvky: 4897
Reputace:   105 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

Neznám přesně jaké postupy se na to používají, ale zkusil bych se podívat jak se zobrazí nějaké význačné vektory.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#4 11. 11. 2023 15:56 — Editoval laszky (06. 12. 2023 01:35)

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

Ahoj,

pro obraz [mathjax]Pv[/mathjax] vektoru [mathjax]v[/mathjax] musi platit:

[mathjax] 1)\; Pv \in \rho_{ab} \quad \mbox{tj.} \quad Pv \;\bot\; (a\times b) [/mathjax]  (vektorovy soucin [mathjax]a\times b[/mathjax] je totiz kolmy na rovinu [mathjax]\rho_{ab}[/mathjax], ve ktere ma lezet [mathjax]Pv[/mathjax])
[mathjax] 2)\; (Pv - v)\; ||\; s [/mathjax] (projekce je ve smeru vektoru [mathjax]s[/mathjax] a tedy rozdil [mathjax]Pv - v[/mathjax] musi byt rovnobezny s vektorem [mathjax]s[/mathjax])

Z podminky 2) ziskas vztah [mathjax] Pv = v+ s.k, [/mathjax] kde konstantu [mathjax] k[/mathjax] musis jeste dopocitat z podminky 1):
[mathjax] 0 = (a\times b)^T Pv = (a\times b)^T v + (a\times b)^T s.k [/mathjax]

Pro [mathjax] Pv [/mathjax] pak plati

[mathjax] {\displaystyle Pv = v +s. \left(-\frac{(a\times b)^T v }{(a\times b)^T s }\right)  = \left(I - \frac{s(a\times b)^T}{(a\times b)^T s}  \right) v},[/mathjax]

kde na konci v zavorce mas hledanou maticovou reprezentaci (viz vysvetleni nize).

Offline

 

#5 11. 11. 2023 16:10 — Editoval check_drummer (11. 11. 2023 16:28)

check_drummer
Příspěvky: 4897
Reputace:   105 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ check_drummer:
Podle mě pro tu matici A musí platit A.s=o, A.a=a, A.b=b, z toho už by to asi mělo jít vyjádřit.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#6 11. 11. 2023 16:19 — Editoval check_drummer (11. 11. 2023 16:30)

check_drummer
Příspěvky: 4897
Reputace:   105 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

laszky napsal(a):

[mathjax] (I - \frac{s(a\times b)^T}{(a\times b)^T s} ) [/mathjax]

Ahoj, akorát je asi potřeba říct co znamená ten výraz, který odčítíme od I, protože ten výraz není matice.
Taky si nejsem jistý jestli lze provádět to naznačené vytýkání ze skalárního součinu, tj. zda pro vektory x,y,z platí x.(y.z)=(x.y).z. Nejspíš to nejde, protože když jsou vektory y,z na sebe kolmé, tak na levé straně rovnosti vyjde nulový vektor a na pravé ne.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#7 11. 11. 2023 16:49

Richard Tuček
Místo: Liberec
Příspěvky: 1150
Reputace:   19 
Web
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ bobik105:
Matice lineárního zobrazení (homomorfismu) závisí na volbě báze.
Pokud mám vektor u, vyjádřím ho jako lineární kombinaci vektorů s, a, b. Lineární zobrazení zapomene koeficient u s.
Viz též dřívější příspěvek: f(s)=0, f(a)=a, f(b)=b.
Nebo také zkusit základní jednotkové vektory vyjádřit jako lineární kombinaci vektorů s,a,b.

Lineární zobrazení stačí zadat na prvcích báze.

Offline

 

#8 11. 11. 2023 17:00

bobik105
Zelenáč
Příspěvky: 24
Reputace:   
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ check_drummer:

Tohle mi pomohlo asi nejvíc. Je to sice soustava 9 rovnic o 9 neznámých, ale něco vypadne hned u té první trojice a hlavně - dá se to vypočítat. Děkuji za pomoc.

Offline

 

#9 11. 11. 2023 17:18 — Editoval laszky (06. 12. 2023 01:23)

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ check_drummer:

Ahoj,

[mathjax] u^Tv [/mathjax] je maticove nasobeni radkoveho vektoru [mathjax] u^T [/mathjax] se sloupcovym vektorem [mathjax] v [/mathjax]. Vysledek je skalar.

[mathjax] uv^T [/mathjax] je maticove nasobeni sloupcoveho vektoru [mathjax] u [/mathjax] s radkovym vektorem [mathjax] v^T [/mathjax]. Vysledkem je matice.

Takze [mathjax] {\displaystyle \frac{uv^T}{u^Tv} \; = \; \frac{1}{u^Tv} uv^T} [/mathjax] je matice delena skalarem.

EDIT: Jinak nasobeni matic je asociativni, takze pro tri stejne dlouhe sloupcove vektory [mathjax]x,y,z[/mathjax] plati [mathjax] x(y^Tz) = (xy^T)z. [/mathjax]

Offline

 

#10 11. 11. 2023 17:52

check_drummer
Příspěvky: 4897
Reputace:   105 
 

Re: Maticová reprezentace lin. zobrazení

↑ laszky:
Díky, už je to jasné. Je to pěkný explicitní vzorec, ale musí se tam vyčíslovat ten kartézský součin.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson