スライド タイトルなし

Similar documents
スライド タイトルなし

<8D828D5A838A817C A77425F91E6318FCD2E6D6364>

Microsoft PowerPoint - 10.pptx

Microsoft PowerPoint - 10.pptx

代数 幾何 < ベクトル > 1 ベクトルの演算 和 差 実数倍については 文字の計算と同様 2 ベクトルの成分表示 平面ベクトル : a x e y e x, ) ( 1 y1 空間ベクトル : a x e y e z e x, y, ) ( 1 1 z1

<4D F736F F D E4F8E9F82C982A882AF82E98D7397F1>

PowerPoint Presentation

線形代数とは

線型代数試験前最後の 3 日間 できるようになっておきたい計算問題 ( 特に注意 まぁ注意 ) シュミットの直交化とその行列表示 (P5) ユニタリ行列による行列の対角化 (P8) 数列, 微分方程式の解法 対角可能な条件もおさえておきたい とりあえず次の問題を ( まだやっていない人は ) やって

1 1 3 ABCD ABD AC BD E E BD 1 : 2 (1) AB = AD =, AB AD = (2) AE = AB + (3) A F AD AE 2 = AF = AB + AD AF AE = t AC = t AE AC FC = t = (4) ABD ABCD 1 1

2011年度 東京工大・数学

2014年度 筑波大・理系数学

DVIOUT-17syoze

6 2 2 x y x y t P P = P t P = I P P P ( ) ( ) ,, ( ) ( ) cos θ sin θ cos θ sin θ, sin θ cos θ sin θ cos θ y x θ x θ P

平成 年 月 7 日 ( 土 第 75 回数学教育実践研究会アスティ 45 ビル F セミナールーム A 札幌医科大学 年 P ab, を正の定数とする 平面上において ( a, を中心とする円 Q 4 C と (, b を中心とする円 C が 原点 O で外接している また P を円 C 上の点と

2013年度 九州大・理系数学

p tn tn したがって, 点 の 座標は p p tn tn tn また, 直線 l と直線 p の交点 の 座標は p p tn p tn よって, 点 の座標 (, ) は p p, tn tn と表され p 4p p 4p 4p tn tn tn より, 点 は放物線 4 p 上を動くこと

70 : 20 : A B (20 ) (30 ) 50 1

vecrot

2015-2017年度 2次数学セレクション(複素数)解答解説

座標変換におけるテンソル成分の変換行列

解答例 ( 河合塾グループ株式会社 KEI アドバンスが作成しました ) 特別奨学生試験 ( 平成 29 年 12 月 17 日実施 ) 数 学 数学 2= 工 経営情報 国際関係 人文 応用生物 生命健康科 現代教育学部 1 整理して (60 分 100 点 ) (2 3+ 2)(

経済数学演習問題 2018 年 5 月 29 日 I a, b, c R n に対して a + b + c 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2( a, b) + 2( b, c) + 2( a, c) が成立することを示しましょう.( 線型代数学 教科書 13 ページ 演習 1.17)

2018年度 東京大・理系数学

ベクトルの基礎.rtf

複素数平面への誘い

高校生の就職への数学II

さくらの個別指導 ( さくら教育研究所 ) A a 1 a 2 a 3 a n {a n } a 1 a n n n 1 n n 0 a n = 1 n 1 n n O n {a n } n a n α {a n } α {a

重要例題113

#A A A F, F d F P + F P = d P F, F y P F F x A.1 ( α, 0), (α, 0) α > 0) (x, y) (x + α) 2 + y 2, (x α) 2 + y 2 d (x + α)2 + y 2 + (x α) 2 + y 2 =

PoincareDisk-3.doc

学力スタンダード(様式1)

2018年度 神戸大・理系数学

Microsoft PowerPoint - 9.pptx

補足 中学で学習したフレミング左手の法則 ( 電 磁 力 ) と関連付けると覚えやすい 電磁力は電流と磁界の外積で表される 力 F 磁 電磁力 F li 右ねじの回転の向き電 li ( l は導線の長さ ) 補足 有向線分とベクトル有向線分 : 矢印の位

2011年度 筑波大・理系数学

85 4

Microsoft PowerPoint - 9.pptx

1. 2 P 2 (x, y) 2 x y (0, 0) R 2 = {(x, y) x, y R} x, y R P = (x, y) O = (0, 0) OP ( ) OP x x, y y ( ) x v = y ( ) x 2 1 v = P = (x, y) y ( x y ) 2 (x

.1 A cos 2π 3 sin 2π 3 sin 2π 3 cos 2π 3 T ra 2 deta T ra 2 deta T ra 2 deta a + d 2 ad bc a 2 + d 2 + ad + bc A 3 a b a 2 + bc ba + d c d ca + d bc +

多次元レーザー分光で探る凝縮分子系の超高速動力学

29

2011年度 大阪大・理系数学

Matrix and summation convention Kronecker delta δ ij 1 = 0 ( i = j) ( i j) permutation symbol e ijk = (even permutation) (odd permutation) (othe



Chap2

4.6: 3 sin 5 sin θ θ t θ 2t θ 4t : sin ωt ω sin θ θ ωt sin ωt 1 ω ω [rad/sec] 1 [sec] ω[rad] [rad/sec] 5.3 ω [rad/sec] 5.7: 2t 4t sin 2t sin 4t

直交座標系の回転

18 ( ) I II III A B C(100 ) 1, 2, 3, 5 I II A B (100 ) 1, 2, 3 I II A B (80 ) 6 8 I II III A B C(80 ) 1 n (1 + x) n (1) n C 1 + n C

2018年度 筑波大・理系数学

数学 ⅡB < 公理 > 公理を論拠に定義を用いて定理を証明する 1 大小関係の公理 順序 (a > b, a = b, a > b 1 つ成立 a > b, b > c a > c 成立 ) 順序と演算 (a > b a + c > b + c (a > b, c > 0 ac > bc) 2 図

2010年度 筑波大・理系数学

( ) 5 Reduction ( ) A M n (C) Av = λv (v 0) (11.1) λ C A (eigenvalue) v C n A λ (eigenvector) M n (R) A λ(a) A M n (R) n A λ

テンソル ( その ) テンソル ( その ) スカラー ( 階のテンソル ) スカラー ( 階のテンソル ) 階数 ベクトル ( 階のテンソル ) ベクトル ( 階のテンソル ) 行列表現 シンボリック表現 [ ]

に対して 例 2: に対して 逆行列は常に存在するとは限らない 逆行列が存在する行列を正則行列 (regular matrix) という 正則である 逆行列が存在する 一般に 正則行列 A の逆行列 A -1 も正則であり (A -1 ) -1 =A が成り立つ また 2 つの正則行列 A B の積

Microsoft Word - 町田・全 H30学力スタ 別紙1 1年 数学Ⅰ.doc

2016年度 筑波大・理系数学

Microsoft Word docx

4STEP 数学 B( 新課程 ) を解いてみた 平面上のベクトル 6 ベクトルと図形 59 A 2 B 2 = AB 2 - AA æ 1 2 ö = AB1 + AC1 - ç AA1 + AB1 3 3 è 3 3 ø 1

Microsoft PowerPoint - Robotics_13_review_1short.pptx

2 (1) a = ( 2, 2), b = (1, 2), c = (4, 4) c = l a + k b l, k (2) a = (3, 5) (1) (4, 4) = l( 2, 2) + k(1, 2), (4, 4) = ( 2l + k, 2l 2k) 2l + k = 4, 2l

学習指導要領

Microsoft PowerPoint - Eigen.ppt [互換モード]

< BD96CA E B816989A B A>

1999年度 センター試験・数学ⅡB

Math-quarium 練習問題 + 図形の性質 線分 は の二等分線であるから :=:=:=: よって = = = 線分 は の外角の二等分線であるから :=:=:=: よって :=: したがって == 以上から =+=+= 右の図において, 点 は の外心である α,βを求めよ α β 70

5 c P 5 kn n t π (.5 P 7 MP π (.5 n t n cos π. MP 6 4 t sin π 6 cos π 6.7 MP 4 P P N i i i i N i j F j ii N i i ii F j i i N ii li i F j i ij li i i i

PowerPoint Presentation

1. 4cm 16 cm 4cm 20cm 18 cm L λ(x)=ax [kg/m] A x 4cm A 4cm 12 cm h h Y 0 a G 0.38h a b x r(x) x y = 1 h 0.38h G b h X x r(x) 1 S(x) = πr(x) 2 a,b, h,π

Microsoft Word - 補論3.2

さくらの個別指導 ( さくら教育研究所 ) A 2 P Q 3 R S T R S T P Q ( ) ( ) m n m n m n n n

学習指導要領

> > <., vs. > x 2 x y = ax 2 + bx + c y = 0 2 ax 2 + bx + c = 0 y = 0 x ( x ) y = ax 2 + bx + c D = b 2 4ac (1) D > 0 x (2) D = 0 x (3

Gmech08.dvi

第 4 週コンボリューションその 2, 正弦波による分解 教科書 p. 16~ 目標コンボリューションの演習. 正弦波による信号の分解の考え方の理解. 正弦波の複素表現を学ぶ. 演習問題 問 1. 以下の図にならって,1 と 2 の δ 関数を図示せよ δ (t) 2

48 * *2

行列、ベクトル

断面の諸量

all.dvi

物性基礎

2017年度 長崎大・医系数学

20~22.prt

問 題

1 12 ( )150 ( ( ) ) x M x 0 1 M 2 5x 2 + 4x + 3 x 2 1 M x M 2 1 M x (x + 1) 2 (1) x 2 + x + 1 M (2) 1 3 M (3) x 4 +

1 n A a 11 a 1n A =.. a m1 a mn Ax = λx (1) x n λ (eigenvalue problem) x = 0 ( x 0 ) λ A ( ) λ Ax = λx x Ax = λx y T A = λy T x Ax = λx cx ( 1) 1.1 Th

2017年度 神戸大・理系数学


2002.N.x.h.L g9/20

Microsoft PowerPoint - H22制御工学I-10回.ppt

AHPを用いた大相撲の新しい番付編成

() x + y + y + x dy dx = 0 () dy + xy = x dx y + x y ( 5) ( s55906) 0.7. (). 5 (). ( 6) ( s6590) 0.8 m n. 0.9 n n A. ( 6) ( s6590) f A (λ) = det(a λi)

新たな基礎年金制度の構築に向けて

DVIOUT-HYOU


1 29 ( ) I II III A B (120 ) 2 5 I II III A B (120 ) 1, 6 8 I II A B (120 ) 1, 6, 7 I II A B (100 ) 1 OAB A B OA = 2 OA OB = 3 OB A B 2 :

Microsoft PowerPoint - H21生物計算化学2.ppt

1/30 平成 29 年 3 月 24 日 ( 金 ) 午前 11 時 25 分第三章フェルミ量子場 : スピノール場 ( 次元あり ) 第三章フェルミ量子場 : スピノール場 フェルミ型 ボーズ量子場のエネルギーは 第二章ボーズ量子場 : スカラー場 の (2.18) より ˆ dp 1 1 =

Part y mx + n mt + n m 1 mt n + n t m 2 t + mn 0 t m 0 n 18 y n n a 7 3 ; x α α 1 7α +t t 3 4α + 3t t x α x α y mx + n

CG

Transcription:

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 線形代数 演習 Ⅰ コンピュータ グラフィックス, 次曲面と線形代数指南書第七の巻 直交行列, 実対称行列とその対角化, 次曲線池田勉龍谷大学理工学部数理情報学科 実行列, 正方行列, 実対称行列, 直交行列 a a N A am a MN 実行列 : すべての成分 a が実数である行列 ij ji ij 正方行列 : 行の数と列の数が等しい ( M N) 行列 実対称行列 : 実行列であって, A A を満たす行列 ( a a, 必然的に正方行列 ) 直交行列 : AA I を満たす実正方行列 直交行列の転置行列も直交行列, の逆行列はである : A A A A よりの右逆行列は AA I A A 右逆行列は左逆行列でもあるから A( A) I A ( A) だから A も直交行列 AA I, A A I だから A の逆行列は A である 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 直交行列 () A : 直交行列とする A a b a c A c d b d a c a b a + c ab+ cd 0 AA b d c d ab cd b d 0 + + a + c b + d ab + cd 0 a b a c a + b ac + bd 0 AA c d b d ac bd c d 0 + + a + b c + d ac + bd 0 直交行列の列ベクトルは互いに直交する単位ベクトル ( 長さ のベクトル ) である 直交行列の行ベクトルは互いに直交する単位ベクトル ( 長さ のベクトル ) である 直交行列 () 典型的な直交行列 0 0 0 cosθ sinθ cosθ sinθ,,,, 0 0 0 sinθ cosθ sinθ cosθ 行 列の直交行列は右の形のものに限定される cosθ sinθ cosθ sinθ, sinθ cosθ sinθ cosθ cosθ sinθ cosθ sinθ cosθ sinθ 0, sinθ cosθ sinθ cosθ sinθ cosθ 0 回転行列 回転行列 反転を表す行列 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 直交行列 (3) a b A c d : 直交行列とする a + c a c より cosθ, sin θ となる θ が存在する b d d b + より cosα, sin α となる α が存在する ab + cd 0 より cosθsinα + sinθcosα sin( α θ) 0 α θ + nπ または α θ + (n+ ) π ( n 0, ±, ±, ± 3, ) d cosθ, b sin θ または d cosθ, b sinθ cosθ sinθ cosθ sinθ A A sinθ cosθ または sinθ cosθ 直交行列 () 直交行列 A が表す線形変換は合同変換である: ( A)( A) ( A)( A) ( AA) とすれば長さを変えないことが分かる つのベクトルの内積も変えないから, ベクトルがなす角も変えない の長さ : 同じ と の内積 : 同じ の長さ : ( )( ) A A A ( A )( A ) A と A の内積 : A A ( A)( A) cosθ cosθ AA θ θ 同じ A θ A θ 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 3

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 実対称行列の対角化 () a b 実対称行列 A b d の固有多項式 λ λ λ + λ + ( a)( d) b 0 ( a d) ad b 0 判別式 D a+ d ad b a d + b ( ) 0 0 D 0 a d, b 0 A a 0 実対称行列の固有値は実数である実対称行列は対角化可能である 実の固有ベクトルが存在する ( i ) A( + i ) λ( + i ) A λ, A λ R I R I R R I I, のいずれかが実の固有ベクトル R I 実対称行列の対角化 () 実対称行列は直交行列によって対角化される λ 0 λ 0 () λ λ λ A IAI 0 λ 0 λ () λ λ を満たすように固有ベクトルを選ぶ λ ( ) ( λ ) ( λ ) ( A ) ( A) ( A) ( A ) ( λ ) λ ( ) λ λ だから 0. ( ) は直交行列 λ より 0 P PAP 0 λ 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次実対称行列の回転行列による対角化 9 3 例 : A 3 9 3 de( A λi) ( λ)( λ) 6 0 99 3 96 λ λ + λ 5λ + 6 6 6 5 + 6 ( 3)( ) λ λ λ λ 固有値 λ 3 ( ) に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 固有値 λ 3, λ 係数行列に行基本変形を適用 3 3 3 3 A λi 3 3 0 0 3 は とするため 次実対称行列の回転行列による対角化 ( つづき ) 8 固有値 λ ( ) に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 9 3 A 3 係数行列に行基本変形を適用 3 3 3 3 A λi 3 3 3 0 0 このも とするため π π cos sin 3 0 3 3 3 PAP P 0, 3 π π sin cos 3 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 5

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線の一般形 平面上で + + + + + 0 が表す図形を 次曲線という. a b c d e f ただし, a fはすべて定数, abc,, のうちの少なくともつは零でない. ( ) ( + ) + ( だ円 ) 3 ( ) ( + ) ( 双曲線 ) ( ) ( + ) 0 ( 交差する 直線 ) 5 ( ) ( 放物線 ) 次曲線の行列による表現 a b a+ b a b c b c + + b+ c d e d + e ( ) a b c d e f + + + + + 0 a b d e f 0 b c + + ( 実対称行列 ) 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 6

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線の標準形による分類 ( α, β は正の定数 ) () + ( だ円 ) α β () + 0 ( 原点のみ) α β (3) + ( 空集合 ) α β () ( 双曲線 ) α β (5) 0 ( 交差する 直線 ) α β (6) ( 平行な 直線 ) α (7) 0 ( 直線 ) α (8) ( 空集合 ) α (9) ( 放物線 ) α 次曲線を標準形へ () 9 3 例 : + + (3 + 3) + ( 3 3) 0 9 3 3 0 u A PAP P 3, 0, とおく 0 A 3 3 3 3 + ( u u u ) PAP ( 3 3 3 3) P + ( u 3 0 u u ) ( 6 ) 0 + ( u 3u ) 6u+ 3u + 6u+ 3 P 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 7

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ ( のつづき ) 3 P 3 9 3 例 : + + (3 + 3) + ( 3 3) 0 3u + 6u+ 0 3( u ) + ( + ) 6 ( u ) ( + ) + ( だ円 ) 3 π π cos sin 3 3 P π π sin cos 3 3 回転する u 平面 平面 次曲線を標準形へ () 9 3 例 の変形 : + + (3 + 3) + ( 3 3) + 5 0 9 3 3 0 u A PAP P 3, 0, とおく 0 A 3 3 3 3 5 + + u u ( u ) PAP + ( 3 3 3 3) P 5 + 3u + 6u+ + 5 3( u ) + ( + ) 3 P 3 3( u ) + ( + ) 0 (, ) ( 点のみ ) 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 8

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (3) 9 3 例 の変形 : + + (3 + 3) + ( 3 3) + 6 0 9 3 3 0 u A PAP P 3, 0, とおく 0 A 3 3 3 3 6 + + u u ( u ) PAP + ( 3 3 3 3) P 6 + 3u + 6u+ + 6 3( u ) + ( + ) + 3 P 3 3( u ) ( ) + + ( 空集合 ) 次曲線を標準形へ () 5 3 例 : + + + (+ 3) + ( 3 ) 0 5 3 A de( A λi ) 5 3 75 75 ( λ)( λ) λ λ + 6 6 6 6 λ 3λ λ 3λ ( λ )( λ + ) 6 6 固有値 λ ( ) に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 係数行列に行基本変形を適用 固有値 λ, λ は とするため 5 5 3 3 3 A λi 5 3 5 3 0 0 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 9

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ ( のつづき ) 固有値 λ ( ) に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 5 3 A 5 3 係数行列に行基本変形を適用 5 5 3 3 3 3 A λi 5 3 5 3 0 0 このも とするため π π cos sin 0 3 3 3 PAP P 0, 3 π π sin cos 3 3 次曲線を標準形へ ( のつづき ) 5 3 例 : + + + (+ 3) + ( 3 ) 0 5 3 0 u A, PAP P 5 3 0, とおく 0 A 3 3 + + ( u u u ) PAP ( 3 3 ) P + + ( u 0 u u ) ( 8 ) 0 + ( u u ) + 8u u + ( ) + 8u ( ) 3 P 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 0

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ ( のつづき ) 3 P 3 5 3 例 : + + + ( + 3) + ( 3 ) 0 u + 8u 0 ( u+ ) ( + ) ( + ) ( u + ) ( 双曲線 ) π π cos sin 3 3 P π π sin cos 3 3 回転する u 平面 平面 次曲線を標準形へ (5) 5 3 例 の変形 : + + + ( + 3) + ( 3 ) 0 5 3 0 u A, PAP P 5 3 0, とおく 0 A 3 3 + + u u ( u ) PAP + ( + 3 3 ) P u + 8u ( u+ ) ( + ) 3 P 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (5 のつづき ) 5 3 例 の変形 : + + + ( + 3) + ( 3 ) 0 3 P 3 ( u+ ) ( + ) 0 ( u+ + + )( u+ + ) 0 (u+ + )( u ) 0 ( 交差する 直線 ) π π cos sin 3 3 P π π sin cos 3 3 回転する u 平面 平面 次曲線を標準形へ (6) 5 3 例 の変形 : + + + (+ 3) + ( 3 ) + 0 5 3 0 u A, PAP P 5 3 0, とおく 0 A 3 3 + + + u u ( u ) PAP + ( + 3 3 ) P + u + 8u + ( u+ ) ( + ) + 3 P 3 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (6 のつづき ) 3 P 3 5 3 例 の変形 : + + + ( + 3) + ( 3 ) + 0 ( u ) ( ) 0 + + + ( + ) ( u + ) ( 双曲線 ) π π cos sin 3 3 P π π sin cos 3 3 回転する u 平面 平面 次曲線を標準形へ (7) 例 3: + 5+ 5+ 0 A de( A λi) ( λ)( λ) 5 5 λ λ + ( λ ) λ 5 固有値 λ に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 5 固有値 λ, λ 0 係数行列に行基本変形を適用 A λi 0 0 5 このは とするため 5 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 3

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (7 のつづき ) 固有値 λ 0 に対応する 固有ベクトル : ( A λ I) 0 A 係数行列に行基本変形を適用 A λi 0 0 5 このも とするため 5 5/ 0 cosα sinα PAP P 0 0, 5 sinα cosα α は cosα, sinα 5 5 となるもの 次曲線を標準形へ (7 のつづき ) 例 3: + 5+ 5+ 0 5 0 u A PAP P,, とおく 0 0 0 A 5 5 0 P + + 5 ( u u u ) PAP ( 5 5) P + + ( u 5 0 u u u ) + ( 5 0) + ( u ) 5u+ 0 0 0 5 5 5 u 5u+ ( u ) ( u ) ( 平行な 直線 ) 5 指南書第七の巻 ( スライド数 :3)

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (8) 例 3 の変形 : + 5+ 5+ 0 5 0 u A PAP P,, とおく 0 0 5 5 0 A 5 5 0 + + u u 5 ( u ) PAP ( 5 5) P + + 5 5 5 u 5 u+ ( u ) P 5 ( u ) 0 ( 直線 ) 次曲線を標準形へ (9) 例 3 の変形 : 9 + 5+ 5+ 0 5 0 u A PAP P,, とおく 0 0 9 0 A 5 5 0 + + u u 9 ( u ) PAP ( 5 5) P + + 5 9 5 u 5 u+ ( u ) + P 5 5 ( ) u ( 空集合 ) 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 5

線形代数 演習 (008 年度版 ) 008/5/6 次曲線を標準形へ (0) 例 3 の変形 : 5 5 + + + 0 5 0 u A PAP P,, とおく 0 0 0 ( ) A 0 + 5 5 + u u ( u ) PAP P + 5 5 + 5 0 u u 5 ( u ) + ( 5 ) + u 5u + 0 0 5 5 5 u 5u+ ( u ) P 5 次曲線を標準形へ (0 のつづき ) P 5 例 3 の変形 : 5 5 + + + 0 5 ( ) 0 u 5 ( ) u ( 放物線 ) cosα sinα P sinα cosα cosα, sinα 5 5 u 平面 回転する 平面 指南書第七の巻 ( スライド数 :3) 6