Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Lineáris függőség

491
Lineárisan független-e R^2-ben a képen látható 3 vektor? Talán idáig jó, de innentől nem tudom hogy hogy oldjam meg. Ha ezt tudná valaki folytatni, akkor azt megköszönném, ha elküldené!
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
vektor, vektorok, lineáris, függőség, független, függetlenség
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

1
`mathbb{R}^2`-ben nem tud három vektor lineárisan független lenni, mert akkor az a három vektor egy háromdimenziós alterét feszítené ki a kétdimenziós `mathbb{R}^2`-nek, szóval ehhez a feladathoz nem kell sokat számolni. :)



De ha általánosan akarod csinálni, akkor a megoldást valóban jól kezdted el. Már csak meg kell oldani az egyenletrendszert. Akkor lineárisan független a három vektor, ha az egyenletrendszernek csak a triviális `lambda_1``=``lambda_2``=``lambda_3``=``0` megoldása van.

A két eredeti egyenlet (a sorrendjüket megcseréltem):

`2lambda_1+2lambda_2+4lambda_3=0`
`0lambda_1-13lambda_2+11lambda_3=0`

Osszuk le az első egyenletet `2`-vel, a másodikat `-13`-mal:

`lambda_1+lambda_2+2lambda_3=0`
`lambda_2-11/13 lambda_3=0`

Vonjuk ki a második egyenletet az elsőből:

`lambda_1+37/13 lambda_3=0`
`lambda_2-11/13 lambda_3=0`

Legyen `lambda_3=alpha` tetszőleges szám! Ekkor a második egyenletből `lambda_2=11/13 alpha`, az első egyenletből pedig `lambda_1=-37/13 alpha`. Vagyis az egyenletrendszer megoldásai:

`[[lambda_1],[lambda_2],[lambda_3]]=alpha*[[-37/13],[11/13],[1]]`

Tehát az egyenletrendszernek végtelen sok megoldása van, a vektorok nem lineárisan függetlenek. Például `alpha=13` értékére `lambda_1=-37`, `lambda_2=11` és `lambda_3=13`, vagyis:

`-37[[0],[2]]+11[[-13],[2]]+13[[11],[4]]=[[0],[0]]`

Ez azt jelenti, hogy az egyik vektor kifejezhető a másik kettő lineáris kombinációjaként:

`-37\mathbf{v}_1+11\mathbf{v}_2+13\mathbf{v}_3=\mathbf{0}`

`\mathbf{v}_1=11/37\mathbf{v}_2+13/37\mathbf{v}_3`



Ha megnézed, hogy a fenti átalakításaim során hogyan változott az együtthatómátrix, akkor láthatod, hogy valójában Gauss-eliminációval redukált sorlépcsős alakra hoztam:

`[[0,-13,11],[2,2,4]]`

`[[2,2,4],[0,-13,11]]`

`[[1,1,2],[0,1,-11/13]]`

`[[1,0,37/13],[0,1,-11/13]]`

Ebből pedig az látszik, hogy a megadott vektorokból mint oszlopvektorokból képzett mátrix rangja 2, vagyis közülük 2 vektor lineárisan független.
Módosítva: 5 éve
0