Tips och lösning till övning 3.12
SamverkanLinalgLIU
Tips 1
Hej 1
Tips 2
Hej 2
Tips 3
Hej 3
Lösning
1. Vi börjar med att visa att mängden \displaystyle \{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2}\} är en bas för planet. Eftersom antalet givna vektorer är rätt, dvs 2 i planet, så räcker det med att visa att dessa är linjärt oberoende. Eftersom systemet
\lambda_1\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\-1\\2\end{pmatrix}+\lambda_2\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\3\\4\end{pmatrix}=\boldsymbol{0}
\Leftrightarrow
\left(\begin{array}{cc} 3\\ 2&4 \end{array}\right|\left.\begin{array}{c} 0\\ 0\end{array}\right)
\Leftrightarrow
\left(\begin{array}{cc} 0\\ 0&10 \end{array}\right|\left.\begin{array}{c} 0\\ 0\end{array}\right)
endast har den triviala lösningen \displaystyle \lambda_1=\lambda_2=0 , så är \displaystyle \{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2}\} en bas för planet. Vi sätter då \displaystyle \underline{\boldsymbol{f}}=\{\boldsymbol{f}_{1},\boldsymbol{f}_{2}\}.
2. Vi bestämmer nu koordinaterna för \displaystyle \boldsymbol{u} i den nya basen \displaystyle \underline{\boldsymbol{f}}. Vi behöver bestämma steglängder \displaystyle \lambda_1 och \displaystyle \lambda_2 vi behöver gå längs basvektorerna \displaystyle \boldsymbol{f}_1 resp. \displaystyle \boldsymbol{f}_2 (eller deras motsatta riktning) för att nå \displaystyle \boldsymbol{u}, dvs vi söker en lösning på systemet
\lambda_1\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\-1\\2\end{pmatrix}+\lambda_2\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\3\\4\end{pmatrix}=\underline{\boldsymbol{e}}\begin{pmatrix}1\\4\\2\end{pmatrix}
\Leftrightarrow
\left(\begin{array}{cc} -1&3\\ 2&4 \end{array}\right|\left.\begin{array}{c} 4\\ 2\end{array}\right). Denna lösning är \displaystyle \lambda_1=-1 och \displaystyle \lambda_2=1 . Dessa är \displaystyle \boldsymbol{u}:s koordinater i basen \displaystyle \underline{\boldsymbol{f}}, dvs
