Slaskövning2
SamverkanLinalgLIU
(56 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
Rad 1: | Rad 1: | ||
- | + | Vi antar nedan att <math>\underline{\boldsymbol{e}}=\{\boldsymbol{e}_1,\boldsymbol{e}_2 \}</math> och <math>\underline{\boldsymbol{e}}=\{\boldsymbol{e}_1,\boldsymbol{e}_2,\boldsymbol{e}_3\}</math> är en bas (ON-bas där det krävs) för planet resp. rummet. | |
- | Vi | + | |
- | {{#NAVCONTENT: | + | |
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.1=== | ||
+ | Vi vet att <math>|\boldsymbol{u}|=3</math>, <math>|\boldsymbol{v}|=4</math> och <math>|\boldsymbol{u-v}|=5</math>. | ||
+ | Beräkna skalärprodukten <math>\boldsymbol{u}\cdot\boldsymbol{v}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
Svar|Svar till övning 3.1| | Svar|Svar till övning 3.1| | ||
Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.1}} | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.1}} | ||
- | 3.2 | + | |
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.2=== | ||
För vilka värden på <math>a</math> är vektorerna | För vilka värden på <math>a</math> är vektorerna | ||
- | <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix} | + | <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}a\\ -2\\1\end{pmatrix}</math> och <math>\boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2a\\a\\-4\end{pmatrix}</math> ortogonala? |
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.2| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.2}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.3=== | ||
+ | Bestäm en enhetsvektor i <math>yz</math>-planet som är vinkelrät mot vektorn <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\2\\-1\end{pmatrix}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.3| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.3}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.4=== | ||
+ | Bestäm en vektor som bildar lika stora vinklar med vektorerna <math>\boldsymbol{v}_1=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix}</math>, | ||
+ | <math>\boldsymbol{v}_2=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\0\end{pmatrix}</math> och <math>\boldsymbol{v}_3=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.4| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.4}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.5=== | ||
+ | Antag att <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-3\\6\end{pmatrix}</math> och <math>\boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\2\\2\end{pmatrix}</math>. | ||
+ | |||
+ | # Bestäm projektionen av <math>\boldsymbol{u}</math> på <math>\boldsymbol{v}</math> samt dess längd, dvs <math>\boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}}</math> samt <math>|\boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}}|</math>. | ||
+ | # Bestäm <math>\boldsymbol{v}_{\parallel\boldsymbol{u}}</math> samt <math>|\boldsymbol{v}_{\parallel\boldsymbol{u}}|</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.5| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.5}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.6=== | ||
+ | Låt <math>\boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\2\\1\end{pmatrix}</math>. Dela upp vektorn <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}7\\-2\\3\end{pmatrix}</math> som en summa | ||
+ | <center><math>\boldsymbol{u}=\boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}}+\boldsymbol{u}_{\perp\boldsymbol{v}},</math></center> | ||
+ | där <math>\boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}}</math> är parallell med vektorn <math>\boldsymbol{v}</math> och <math>\boldsymbol{u}_{\perp\boldsymbol{v}}</math> är ortogonal mot <math>\boldsymbol{v}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.6| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.6}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.7=== | ||
+ | Bestäm vinkeln mellan vektorerna <math>\boldsymbol{u}</math> och <math>\boldsymbol{v}</math> då man vet att <math>\boldsymbol{u}+3\boldsymbol{v}</math> är ortogonal mot <math>2\boldsymbol{u}-\boldsymbol{v}</math> och | ||
+ | <math>\boldsymbol{u}+7\boldsymbol{v}</math> är ortogonal mot <math>2\boldsymbol{u}+\boldsymbol{v}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.7| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.7}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.8=== | ||
+ | Antag att <math>\boldsymbol{v}_1=\begin{pmatrix}2\\1\\-1\end{pmatrix}</math> och <math>\boldsymbol{v}_2=\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix}</math>. Undersök om | ||
+ | {| width="100%" cellspacing="10px" | ||
+ | |a) | ||
+ | |width="33%" | | ||
+ | <math>\boldsymbol{u}_1=\begin{pmatrix}4\\1\\-5\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |b) | ||
+ | |width="33%" | <math>\boldsymbol{u}_2=\begin{pmatrix}4\\3\\2\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |c) | ||
+ | |width="33%" | <math>\boldsymbol{u}_3=\begin{pmatrix}-9\\-7\\-3\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |} | ||
+ | kan skrivas som en linjärkombination i mängden <math>\{\boldsymbol{v}_{1},\boldsymbol{v}_{2}\}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar Övning 3.8|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 3.8a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 3.8b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 3.8c}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.9=== | ||
+ | Avgör vilka av följande följder av rumsvektorer som är linjärt oberoende | ||
+ | |||
+ | {| width="100%" cellspacing="10px" | ||
+ | |a) | ||
+ | |width="33%" | <math>\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |b) | ||
+ | |width="33%" | <math>\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}0\\2\\1\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |c) | ||
+ | |width="33%" | <math>\begin{pmatrix}0\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}1\\0\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}1\\1\\0\end{pmatrix}</math> | ||
+ | |} | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar till övning 3.9|Tips och lösning till a)|Tips och lösning till övning 3.9a|Tips och lösning till b)|Tips och lösning till övning 3.9b|Tips och lösning till c)|Tips och lösning till övning 3.9c}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.10=== | ||
+ | Visa att vektorn <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-7\\1\end{pmatrix}</math> ligger i samma plan som vektorerna | ||
+ | <math>\boldsymbol{v}_1=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-1\\3\end{pmatrix}</math> och | ||
+ | <math>\boldsymbol{v}_2=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\2\end{pmatrix}</math>. Bestäm koordinaterna för <math>\boldsymbol{u}</math> i basen <math>\{\boldsymbol{v}_{1},\boldsymbol{v}_{2}\}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.10| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.10}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.11=== | ||
+ | Ligger vektorerna <math>\boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\-2\\1\end{pmatrix}</math>, | ||
+ | <math>\boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-1\\-1\end{pmatrix}</math> och | ||
+ | <math>\boldsymbol{w}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}-1\\-4\\5\end{pmatrix}</math> i samma plan? | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.11| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.11}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.15=== | ||
+ | Visa att | ||
+ | <center><math> | ||
+ | \left\{\begin{array}{lcl}\boldsymbol{f}_1&=&-\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2\\ \boldsymbol{f}_2&=&3\boldsymbol{e}_1+4\boldsymbol{e}_2\end{array}\right. | ||
+ | </math></center> | ||
+ | är en bas och bestäm koordinaterna för <math>\boldsymbol{u}=4\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2</math> i basen | ||
+ | <math>\underline{\boldsymbol{f}}=\{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2}\}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.15| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.15}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="ovning"> | ||
+ | ===Övning 3.16=== | ||
+ | Visa att | ||
+ | <center><math> | ||
+ | \left\{\begin{array}{lcl} | ||
+ | \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2\\ | ||
+ | \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_1+\boldsymbol{e}_2-\boldsymbol{e}_3\\ | ||
+ | \boldsymbol{f}_2&=&\boldsymbol{e}_2-\boldsymbol{e}_3\end{array}\right. | ||
+ | </math></center> | ||
+ | är en bas och bestäm koordinaterna för <math>\boldsymbol{u}=2\boldsymbol{e}_1+3\boldsymbol{e}_2-2\boldsymbol{e}_3</math> i basen | ||
+ | <math>\underline{\boldsymbol{f}}=\{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2},\boldsymbol{f}_3\}</math>. | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.16| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.16}} | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
- | + | <div class="ovning"> | |
- | <center><math>{\ | + | ===Övning 3.17=== |
+ | Visa att | ||
+ | <center><math> | ||
+ | \left\{\begin{array}{lcl} | ||
+ | \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_2+\boldsymbol{e}_3\\ | ||
+ | \boldsymbol{f}_1&=&-\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2+\boldsymbol{e}_3\\ | ||
+ | \boldsymbol{f}_2&=&\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_3\end{array}\right. | ||
+ | </math></center> | ||
+ | är en bas för rummet. Vilka vektorer har samma koordinater i de båda baserna? | ||
+ | </div>{{#NAVCONTENT: | ||
+ | Svar|Svar till övning 3.17| | ||
+ | Tips och lösning|Tips och lösning till övning 3.17}} |
Nuvarande version
Vi antar nedan att \displaystyle \underline{\boldsymbol{e}}=\{\boldsymbol{e}_1,\boldsymbol{e}_2 \} och \displaystyle \underline{\boldsymbol{e}}=\{\boldsymbol{e}_1,\boldsymbol{e}_2,\boldsymbol{e}_3\} är en bas (ON-bas där det krävs) för planet resp. rummet.
Innehåll |
Övning 3.1
Vi vet att \displaystyle |\boldsymbol{u}|=3, \displaystyle |\boldsymbol{v}|=4 och \displaystyle |\boldsymbol{u-v}|=5. Beräkna skalärprodukten \displaystyle \boldsymbol{u}\cdot\boldsymbol{v}.
Övning 3.2
För vilka värden på \displaystyle a är vektorerna \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}a\\ -2\\1\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2a\\a\\-4\end{pmatrix} ortogonala?
Övning 3.3
Bestäm en enhetsvektor i \displaystyle yz-planet som är vinkelrät mot vektorn \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\2\\-1\end{pmatrix}.
Övning 3.4
Bestäm en vektor som bildar lika stora vinklar med vektorerna \displaystyle \boldsymbol{v}_1=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix}, \displaystyle \boldsymbol{v}_2=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\0\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{v}_3=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix}.
Övning 3.5
Antag att \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-3\\6\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\2\\2\end{pmatrix}.
- Bestäm projektionen av \displaystyle \boldsymbol{u} på \displaystyle \boldsymbol{v} samt dess längd, dvs \displaystyle \boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}} samt \displaystyle |\boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}}|.
- Bestäm \displaystyle \boldsymbol{v}_{\parallel\boldsymbol{u}} samt \displaystyle |\boldsymbol{v}_{\parallel\boldsymbol{u}}|.
Övning 3.6
Låt \displaystyle \boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\2\\1\end{pmatrix}. Dela upp vektorn \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}7\\-2\\3\end{pmatrix} som en summa
där \displaystyle \boldsymbol{u}_{\parallel\boldsymbol{v}} är parallell med vektorn \displaystyle \boldsymbol{v} och \displaystyle \boldsymbol{u}_{\perp\boldsymbol{v}} är ortogonal mot \displaystyle \boldsymbol{v}.
Övning 3.7
Bestäm vinkeln mellan vektorerna \displaystyle \boldsymbol{u} och \displaystyle \boldsymbol{v} då man vet att \displaystyle \boldsymbol{u}+3\boldsymbol{v} är ortogonal mot \displaystyle 2\boldsymbol{u}-\boldsymbol{v} och \displaystyle \boldsymbol{u}+7\boldsymbol{v} är ortogonal mot \displaystyle 2\boldsymbol{u}+\boldsymbol{v}.
Övning 3.8
Antag att \displaystyle \boldsymbol{v}_1=\begin{pmatrix}2\\1\\-1\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{v}_2=\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix}. Undersök om
a) |
\displaystyle \boldsymbol{u}_1=\begin{pmatrix}4\\1\\-5\end{pmatrix} | b) | \displaystyle \boldsymbol{u}_2=\begin{pmatrix}4\\3\\2\end{pmatrix} | c) | \displaystyle \boldsymbol{u}_3=\begin{pmatrix}-9\\-7\\-3\end{pmatrix} |
kan skrivas som en linjärkombination i mängden \displaystyle \{\boldsymbol{v}_{1},\boldsymbol{v}_{2}\}.
Övning 3.9
Avgör vilka av följande följder av rumsvektorer som är linjärt oberoende
a) | \displaystyle \begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix} | b) | \displaystyle \begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}0\\2\\1\end{pmatrix} | c) | \displaystyle \begin{pmatrix}0\\1\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}1\\0\\1\end{pmatrix},\ \begin{pmatrix}1\\1\\0\end{pmatrix} |
Övning 3.10
Visa att vektorn \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-7\\1\end{pmatrix} ligger i samma plan som vektorerna \displaystyle \boldsymbol{v}_1=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-1\\3\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{v}_2=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\1\\2\end{pmatrix}. Bestäm koordinaterna för \displaystyle \boldsymbol{u} i basen \displaystyle \{\boldsymbol{v}_{1},\boldsymbol{v}_{2}\}.
Övning 3.11
Ligger vektorerna \displaystyle \boldsymbol{u}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\-2\\1\end{pmatrix}, \displaystyle \boldsymbol{v}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}2\\-1\\-1\end{pmatrix} och \displaystyle \boldsymbol{w}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}-1\\-4\\5\end{pmatrix} i samma plan?
Övning 3.15
Visa att
\left\{\begin{array}{lcl}\boldsymbol{f}_1&=&-\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2\\ \boldsymbol{f}_2&=&3\boldsymbol{e}_1+4\boldsymbol{e}_2\end{array}\right.
är en bas och bestäm koordinaterna för \displaystyle \boldsymbol{u}=4\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2 i basen \displaystyle \underline{\boldsymbol{f}}=\{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2}\}.
Övning 3.16
Visa att
\left\{\begin{array}{lcl} \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2\\ \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_1+\boldsymbol{e}_2-\boldsymbol{e}_3\\ \boldsymbol{f}_2&=&\boldsymbol{e}_2-\boldsymbol{e}_3\end{array}\right.
är en bas och bestäm koordinaterna för \displaystyle \boldsymbol{u}=2\boldsymbol{e}_1+3\boldsymbol{e}_2-2\boldsymbol{e}_3 i basen \displaystyle \underline{\boldsymbol{f}}=\{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2},\boldsymbol{f}_3\}.
Övning 3.17
Visa att
\left\{\begin{array}{lcl} \boldsymbol{f}_1&=&\boldsymbol{e}_2+\boldsymbol{e}_3\\ \boldsymbol{f}_1&=&-\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_2+\boldsymbol{e}_3\\ \boldsymbol{f}_2&=&\boldsymbol{e}_1+2\boldsymbol{e}_3\end{array}\right.
är en bas för rummet. Vilka vektorer har samma koordinater i de båda baserna?