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2018年07月07日

25007 大人のさび落とし 行列 単位行列




雨の日の スローライフの部屋


単位行列に関しまして

E= で 書いてあるのは

2次の正方行列ですが

この行列を

単位行列と言っていて


特徴があるようです


ナタメ

問題


HPNX0001.JPG




左から

Aに 単位行列を

掛けるでしょ


行列の掛け算は

左は 行に   右は 列に

して


掛けてきますと

EA=A




HPNX0002.JPG




行列の掛け算は

一般的に

AB 等しくない BA


なのだけれど

今回は

今度は

Eを Aの 右からかけると


AE=A



HPNX0003.JPG



単位行列は

同次の正方行列の場合

AE=EA=A


HPNX0004.JPG




平面上の 座標は

行 ベクトル や


列 ベクトル で

表されますが



平面上の ベクトルは

乗法は 片側 だけで



HPNX0005.JPG



一般に

単位行列は


こんな感じの 正方行列です



HPNX0006.JPG





Eを 2次の 正方行列とすれば

結果は

同じベクトルに

対応 するので


恒等変換 と言う




HPNX0007.JPG




E= これこれ

J= これこれ の時


次の問いに 答えなさい



HPNX0008.JPG



これは

後で 出てくると


思われますが

けっこう 大切な ものらしい


Jの 2乗を 求めなさい

ーE になっるっていうので


計算してみますと



HPNX0009.JPG



係数を −1 を くくりだすと

なりましたよ



HPNX0010.JPG





次は

行列は

分配の法則が 使えるので

分配の 法則で

展開して

ソレゾレ

かけあわせて


HPNX0011.JPG



順番に

掛けてくじゃナイスカ




HPNX0012.JPG



結果的に

はじめから

少し

計算結果を

係数だけ  かけた 形に

できるのだけれど


見える形に

実証してみてですよ




HPNX0013.JPG






因数分解

などいたしますと


HPNX0014.JPG




実数同士の演算は 実数の範囲なのだから


aE+bJ の 要素である


HPNX0015.JPG




次は

今のが できたんですから

楽勝ですよね


( ほんとは 結構 大変でしたが)


ライバルが いるときに

心理作戦で

蹴落とす人も いたでしょ


勉強してると

あー べんきょうなんかしてる〜

遊ぼうぜ


ところが

奴は 今度 何を やってるのかと

行ってみたところ


ノートを見て

猛勉強していた

はめられた〜〜〜〜


気が付きましたね

ダメだよ


勉強しなきゃ


この〜〜〜
HPNX0016.JPG




成分で

計算しようかと

思ったんだけど


HPNX0017.JPG




これは

そこまでしなくても いいカナ



HPNX0018.JPG



与式を

順次

計算して

組み立てると





HPNX0019.JPG




どんどん消去されて



証明完了


HPNX0020.JPG




次は


問題を 読んでいただいて


HPNX0021.JPG




次の (1)

   (2)


に答えよ



HPNX0022.JPG




解と係数の関係は

そこかしこに 出て来ますため


これはさ

数1で でてきたんだけど


理科と違って

数学は

連続で考えて

いただかないといけないため


与式を 展開 、整理したものと


HPNX0023.JPG




解と係数の関係から

起してきた 


方程式が

同値になるのだから

係数比較法で



HPNX0024.JPG




α+β 


αβ

へてから

(1)を

展開して行くと

HPNX0025.JPG



α+β 


αβ


のとこに


a+d


ad-bc


を 代入して


HPNX0026.JPG




4分の3を 因数分解で

まとめて


因数分解- bcE



HPNX0027.JPG




左辺を

因数分解の部品ごとに

計算してじゃナイスカ


HPNX0028.JPG



二つ

行列になったとこで



HPNX0029.JPG



全部  計算したら


HPNX0030.JPG




掛け算は

左は 行に   右は 列に

掛けて


出てきたものの

引き算は


成分 どうし 個々に

引き算してきますと


HPNX0031.JPG





ゼロ


HPNX0032.JPG



ナタメに

(1)は 0


(2)

を しめす ときに


問題文に ないものを

一つ 追加で

作りたい


HPNX0033.JPG



Pが 少しいじると


こんな感じになるので



HPNX0034.JPG



新たに 作った C 行列を

使って


B + C =( α +  β )E




HPNX0035.JPG



CB=BC=BCE


BC = ( αβ  )E


HPNX0036.JPG




等式の 証明なので

左辺引く 右辺 =

これが 0 になれば いいのですが


行ってみましょ

P は A-C になったから

代入ですよ


HPNX0037.JPG




さっき作った


C+B  CB に

α  β の 入った式を


代入して


因数分解して




HPNX0038.JPG



この結果は

(1) で 証明済みな

=0 なので

左辺―右辺=0



HPNX0039.JPG




残りの も

同じく

計算して


左辺引く右辺が

因数分解で


(1)の結果になって

(1)の結果は =0



HPNX0040.JPG


こんなんでいいカナ





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