マトリックス:コメントおよび解決済みの演習

行列は、行と列に配置された実数で形成されたテーブルです。 行列に現れる数字は要素と呼ばれます。

解決されコメントされた入試の質問を利用して、このコンテンツに関するすべての疑問を解消してください。

入試の問題が解決しました

1)ユニキャンプ-2018

aとbを、行列A =となるような実数とします。 オープンブラケットテーブル行12行01テーブルの終わりクローズブラケット 式Aを満たす2= aA + bI、ここでIは次数2の単位行列です。 したがって、積abは次のようになります。

a)−2。
b)-1。
c)1。
d)2。

製品a.bの値を見つけるには、最初にaとbの値を知る必要があります。 それでは、問題で与えられた方程式を考えてみましょう。

方程式を解くために、Aの値を計算してみましょう2、これは行列Aをそれ自体で乗算することによって行われます。つまり、次のようになります。

テーブルの端が01の12行の開いた角かっこテーブル行に等しい二乗は、角かっこを閉じます。 オープンブラケットテーブル行12行01テーブルの終わりクローズブラケット

この操作は、以下に示すように、最初の行列の行に2番目の行列の列を乗算することによって実行されます。

このようにして、行列A2 それは次と同じです:

四角は、開いた角かっこテーブルの行と14行のテーブルの端の閉じた角かっこに等しい

先ほど見つけた値を考慮し、単位行列では主対角線の要素が1に等しく、他の要素が0に等しいことを思い出すと、方程式は次のようになります。

開いたブラケットテーブルの行を14行、01のテーブルの終わりを閉じたブラケットをaに等しくします。 オープンブラケットテーブル行12行01テーブルの終わりクローズブラケットmoreb。 オープンブラケットテーブル行10行01テーブルの終わりクローズブラケット

ここで、行列Aに数値aを掛け、単位行列に数値bを掛ける必要があります。

数値に配列を掛けるには、その数値に配列の各要素を掛けることを忘れないでください。

したがって、私たちの平等は次のようになります。

オープンブラケットテーブル行14行01テーブルの終わりクローズブラケットはオープンブラケットに等しいテーブル行セル2から セル行の終わりが0のテーブルの終わりが閉じている角かっこもっと開いている角括弧テーブルの行がbの場合0行が0のbテーブルの終わりが閉じている 角かっこ

2つの行列を追加すると、次のようになります。

オープンブラケットテーブル行14行01テーブルの終わりクローズブラケットはオープンブラケットに等しいテーブル行セル セルセルのプラスbの端とセル行の2つの端と0セルのセルのプラスbの端とテーブルの終わり 角かっこ

対応するすべての要素が等しい場合、2つの行列は等しくなります。 このようにして、次のシステムを作成できます。

オープンキーテーブル属性列の配置左端属性行とセルのプラスbがセルの1つの端に等しい行とセルの2aが4のセルの端に等しいテーブルの終わり閉じる

2番目の方程式でaを分離する:

2から4の二重右矢印は4に等しい2の二重右矢印は2に等しい

最初の式のaに見つかった値を代入すると、bの値がわかります。

2 + b = 1
b = 1-2
b = -1

したがって、製品は次のように与えられます。

。 b = -1。 2
。 b = -2

代替案:a)−2。

2)Unesp-2016

直交デカルト平面の座標(x、y)の点Pは、列行列で表されます。 オープンブラケットテーブル行x行テーブルのy端クローズブラケット、および列行列 オープンブラケットテーブル行x行テーブルのy端クローズブラケット 直交デカルト平面で、座標(x、y)の点Pを表します。 したがって、行列の乗算の結果 角かっこを開くテーブルの行が0セルで、セルの端がマイナス1で、テーブルの端が10の場合は角かっこを閉じます。 オープンブラケットテーブル行x行テーブルのy端クローズブラケット は、直交デカルト平面で、必然的に次の点を表す列行列です。

a)Pを時計回りに180度回転させ、中心を(0、0)にします。
b)中心を(0、0)にして、Pを反時計回りに90°回転させます。
c)水平x軸に関してPの対称。
d)垂直y軸に関してPの対称性。
e)Pを時計回りに90度回転させ、中心を(0、0)にします。

点Pは行列で表され、横軸(x)は要素aで示されます。11 要素aによる縦座標(y)21 マトリックスの。

点Pの新しい位置を見つけるには、提示された行列の乗算を解く必要があり、結果は次のようになります。

Unesp Question2016マトリックス

結果は、点Pの新しい座標を表します。つまり、横軸は-yに等しく、縦軸はxに等しくなります。

点Pの位置によって行われた変換を識別するために、以下に示すように、デカルト平面の状況を表します。

unesp質問2016マトリックス

したがって、最初は第1象限(正の横座標と縦座標)にあった点Pは、第2象限(負の横座標と正の縦座標)に移動しました。

この新しい位置に移動すると、上の画像に赤い矢印で示されているように、ポイントが反時計回りに回転しました。

回転角の値を特定する必要があります。

点Pの元の位置をデカルト軸の中心に接続し、新しい位置P 'に関して同じことを行うと、次の状況になります。

unesp質問2016マトリックス

図に示されている2つの三角形は合同である、つまり同じ測定値であることに注意してください。 このように、それらの角度も同じです。

さらに、三角形の内角の合計は180度に等しく、三角形は直角であるため、これら2つの角度の合計は90度に等しくなるため、角度αとθは相補的です。

したがって、図にβで示されている点の回転角は、90°にしか等しくありません。

代替案:b)中心を(0、0)にして、Pを反時計回りに90°回転させます。

3)ユニキャンプ-2017

aは実数なので、行列A =を考えます。 かっこを開く1行で1行、セルが0で、セルの終わりがマイナス1であるテーブルの終わりかっこを閉じる. だから2017 それはと同じです
開き括弧テーブル行10行01テーブルの終わり閉じ括弧
B) かっこを開く1行で1行、セルが0で、セルの終わりがマイナス1であるテーブルの終わりかっこを閉じる
ç) かっこを開くテーブルの行を11で、テーブルの終わりを11で閉じるかっこを閉じる
d) 2017年の累乗の1セルのテーブル行を開くセルの終わり0セルのセルの終わりマイナス1セルの終わりテーブルの終わり括弧を閉じる

まず、行列Aを2017回だけ乗算するのは大変な作業なので、累乗のパターンを見つけてみましょう。

行列の乗算では、各要素は、一方の行の要素にもう一方の列の要素を乗算した結果を加算することによって検出されることを思い出してください。

Aを計算することから始めましょう2:

括弧を開くテーブル行を1行、セルを0セル、セルの終わりを1つ引いたテーブルの終わりは、括弧スペースを閉じます。 スペースを開く括弧テーブルの行を1行、セルを0セル、セルの終わりを1つ引いたテーブルの終わりを閉じる 括弧は、1.1のセルとスペースのあるセルセルのa.0の終わりを含む開いた括弧のテーブル行に等しい スペース1。 最も。 左括弧から1を引いたセル行の右括弧の終わりから0.1プラス0のセル。 左括弧から1を引いた右括弧セルの終了セル(0)。 プラス左括弧マイナス1右括弧。 左括弧から1右括弧を引いたものテーブルのセルの終わりの終わり括弧を閉じるのは、開いた括弧のテーブル行と10行のテーブルの終わりの閉じ括弧に等しい

結果は単位行列であり、任意の行列に単位行列を掛けると、結果は単位行列自体になります。

したがって、Aの値3 Aは行列A自体と等しくなります。3 = A2. THE。

この結果が繰り返されます。つまり、指数が偶数の場合、結果は単位行列になり、奇数の場合、行列A自体になります。

2017は奇数なので、結果は行列Aに等しくなります。

代替案:b) かっこを開く1行で1行、セルが0で、セルの終わりがマイナス1であるテーブルの終わりかっこを閉じる

4)UFSM-2011

UFSMマトリックス発行2011

与えられた図は、与えられた生態系の単純化された食物連鎖を表しています。 矢印は、他の種が食べている種を示しています。 ある種が別の種を食べている場合は1の値を、反対の種が発生した場合は0の値を与えると、次の表が得られます。

ufsm2011発行マトリックス

行列A =(aij)4x4テーブルに関連付けられている、には、次のトレーニング法があります。

右括弧ij添え字付きのスペース添え字の終わりが開いているキーに等しいテーブル属性列の配置属性行の左端、セルが0のコンマ sスペースとiスペースがセル行のj端以下で、セルに1つのコンマが含まれているsスペースとiスペースがセルのj端より大きいテーブルの端が閉じているb右括弧スペースa i j添え字付き添え字の終わりが開いているキーに等しいテーブル属性列の配置属性行の左端、セルが0のコンマスペース、iスペースがjに等しい 1つのコンマスペースsとiスペースが等しくないセルを持つセル行の終わりjセルの終わりテーブルの終わりが閉じますc右括弧スペースaとij添え字の終わり添え字の終わりが等しい aはキーを開きますテーブル属性列の配置左端の属性行とセルのコンマスペースが0で、iスペースがセルのj端以上のセルとセル 1つのコンマスペースとiスペースがj未満のセルの終わりテーブルの終わりを閉じるd右括弧ij添え字の終わりがオープンキーの属性に等しいスペース テーブルの列の配置属性行の左端に0個のコンマスペースとiスペースがあるセルが等しくないjセル行の最後に1個のコンマスペースとiスペースがあるセル セルのjの終わりに等しいテーブルの終わりが閉じ、右括弧ijの下付き文字の終わりが開いているキーに等しいテーブル属性列の配置左端 セルのカンマスペースが0でiスペースがj未満の属性行のセル行のセルのカンマスペースが1で、iスペースがセルの終わりのjより大きい テーブルが閉じます

行番号はiで示され、列番号はjで示されているため、表を見ると、iがjに等しい場合、またはiがjより大きい場合、結果はゼロであることがわかります。

1が占める位置は、列番号が行番号よりも大きい位置です。

代替案:c) a with ij添え字末尾の添え字が開いているキーに等しいテーブル属性列の配置属性行の左端とセル0 コンマのスペースとiのスペースがセル行のjの終わり以上で、セルの1つのコンマのスペースとiのスペースがセルのjの終わりよりも小さいテーブルの終わり 閉じます

5)Unesp-2014

行列方程式A + BX = X + 2Cについて考えてみます。この方程式の未知数は、行列Xであり、すべての行列はn次の2乗です。 この方程式が単一の解を持つための必要十分条件は次のとおりです。

a)B – I≠O。ここで、Iは次数nの単位行列であり、Oは次数nのヌル行列です。
b)Bは反転可能です。
c)B≠O。ここで、Oはn次のヌル行列です。
d)B – Iは可逆です。ここで、Iは次数nの単位行列です。
e)AとCは反転可能です。

行列方程式を解くには、等号の片側のXを分離する必要があります。 これを行うには、最初に両側の行列Aを減算します。

A-A + BX = X + 2C-A
BX = X + 2C-A

それでは、両側でXを引きます。 この場合、方程式は次のようになります。

BX-X = X-X + 2C-A
BX-X = 2C-A
X.(B-I)= 2C-A

Iは単位行列であるため、行列に単位行列を掛けると、結果は単位行列自体になります。

したがって、Xを分離するには、等号の両側に(B-I)の逆行列を掛ける必要があります。

X.(B-I)。(B-I) - 1 =(B-I) - 1. (2C-A)

行列が可逆である場合、逆行列による行列の積は単位行列に等しいことを覚えておいてください。
X =(B-I) - 1. (2C-A)

したがって、B-Iが可逆である場合、方程式は解を持ちます。

代替案:d)B – Iは可逆です。ここで、Iは次数nの単位行列です。

6)エネム-2012

ある学生が、いくつかの科目の隔月の成績を表に記録しました。 彼は、表の数値エントリが4x4の行列を形成し、行列の積を使用してこれらの分野の年平均を計算できることを指摘しました。 すべてのテストの重みは同じで、彼が得た表を以下に示します。

2012年のマトリックスの表

これらの平均を取得するために、彼はテーブルから取得した行列に次の値を掛けました。

右括弧スペース白角かっこ表行、セルの半端が1つ、セルの半端が1つ、セルの半端が1つ、セルの半端が1つ、半端が1つ 表のセルの端のセルの端が角括弧を閉じるb右括弧のスペース角括弧を開くテーブルの行とセルの4番目のセルの端1セルのセルの4番目のセルの端 セルセルの4番目の端とテーブルのセルの4番目の端の閉じ括弧c右括弧スペースの開いた括弧テーブル1行1行1行1行 表の片方の端を閉じる括弧d右括弧のスペース開いた括弧表の行とセルの1つの半端のセル行とセルの1つの半端のセル行 セル行の半分の端が1つあるセルテーブルのセルの半分の端が1つあるセルテーブルの端が角かっこで囲まれ、右括弧のスペースが角かっこで囲まれているセルが1つあるセルのテーブル行 セル行の4番目の端とセルの1/4の端のセルとセルの1/4の端のセルとセルの1/4の端のテーブルの端を閉じる 角かっこ

算術平均は、すべての値を加算し、値の数で割ることによって計算されます。

したがって、生徒は4学期の成績を加算して、結果を4で割るか、各成績に1/4を掛けて、すべての結果を加算する必要があります。

行列を使用すると、行列の乗算を実行しても同じ結果を得ることができます。

ただし、一方の列の数がもう一方の行の数と等しい場合にのみ、2つの行列を乗算できることを覚えておく必要があります。

音符のマトリックスには4つの列があるため、乗算するマトリックスには4つの行が必要です。 したがって、列行列を乗算する必要があります。

角かっこを開いたテーブル行とセル1の4番目の端のセル行とセル1の4番目の端 セルの1/4の端のあるセルのある行セルの1/4の端のあるセルのある行テーブルの端を閉じる 角かっこ

代替:および

7)Fuvest-2012

行列を検討してください 開いた角かっこに等しいテーブル行とセルの2プラス1の端のセル行のマイナス1のセルの端とプラス1のセルの端のテーブルの閉じ括弧、 何の上に ザ・ は実数です。 Aが逆Aを認めることを知っている-1 その最初の列は 開いた角かっこセルの端がマイナス2のセルのあるテーブル行テーブルのセルの端がマイナス1のセルのある行角かっこを閉じる、Aの主対角線の要素の合計-1 それはと同じです

a)5
b)6
c)7
d)8
e)9

行列にその逆数を掛けることは単位行列に等しいので、次の操作で状況を表すことができます。

開いた四角い括弧テーブル行とセル+セル行の1つの端からセルマイナス1つのセルの端と1つのセルの端のテーブルの端が四角い括弧を閉じます。 スペースオープン角括弧テーブル行、セルの端がマイナス2のセルx行、セルの端がマイナス1 テーブルのセルyの終わりは、開いた角括弧に等しい角括弧を閉じます。テーブルの行は10行で、テーブルの終わりは01です。 角かっこ

最初の行列の2番目の行と2番目の行列の最初の列の乗算を解くと、次の方程式が得られます。

(1に)。 (2a-1)+(a + 1)。 (- 1) = 0
2位2 --a --2a + 1 +(-a)+(-1)= 0
2位2 -4番目= 0
2番目(a-2)= 0
a-2 = 0
a = 2

行列のaの値を代入すると、次のようになります。

開いた角かっこテーブル行、2.2プラスの2セル、セルの1端、2マイナス1セルの端、2プラス セルの1つの端のテーブルの端が開いた角かっこと等しい角かっこを閉じますテーブルの行が25行でテーブルの端が13の端が角かっこを閉じます

行列がわかったので、行列式を計算しましょう。

d etスペースオープン垂直バーテーブルラインに等しいスペース25ラインテーブルの端13エンド垂直バーは2.3スペースマイナスに等しい 5.1 1Sおよびnd oコンマスペースAに等しく、分母dおよびtスペースA上の分子1に等しい指数のマイナス1の端の累乗 分数。 開いた角かっこ3セルのテーブル行マイナス5セル行のセル行マイナス1セルの端2テーブルの端閉じ角かっこAのマイナス1乗 指数関数の終わりが開いた四角の括弧に等しいテーブル行(3セルマイナス5)セル行の終わり(セルマイナス1)セルの終わり2テーブルの終わり閉じる 角かっこ

したがって、主対角線の合計は5に等しくなります。

代替案:a)5

詳細については、以下も参照してください。

  • 行列
  • 行列式
  • サラスの方法
  • ラプラスの定理
  • 転置行列
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