yhtälön Ax=b ratkaisujoukko on avaruuden aliavaruus, jos ja vain jos b=0

Anonyymi

Miten lähden ratkaisemaan tätä?
Olkoon A ∈ R^m×n ja b ∈ R^m×1 . Osoita, että yhtälön Ax = b ratkaisujoukko
R = {x ∈ R^n×1 : Ax = b}
on avaruuden R^n×1 aliavaruus, jos ja vain jos b = 0.

21

848

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      "Vain jos" on helpompi osoittaa, joten aloita siitä. Neutraalialkion täytyy kuulua aliavaruuteen, joten jos b on eri suuri kuin nolla, niin ratkaisujoukko ei voi olla aliavaruus.

      "Jos" suunta on vähän työläämpi, mutta tulee suoraviivaisesti kun vain tarkastat, että aliavaruuden määritelmän ehdot toteutuvat kun b = 0.

    • Anonyymi

      "Vain jos" -suunta on helppo: Koska nollavektorin täytyy aina olla aliavaruudessa. Jos b != 0, niin 0 ei kuulu R:ään.
      Jos suunta on myös suoraviivainen: ota kaksi vektoria x ja y, joille Ax=0 ja Ay=0. Käytä lineaarisuutta: A(x y) = Ax Ay = 0 0 = 0. Ja lisäksi skalaarille k ja vektorille x pätee A(kx) = kAx = k*0 = 0.

    • Anonyymi

      Ax=b
      Oletetaan, että A:lla on käänteismatriisi. Tällöin
      x = A^-1 b
      Jos b on nollavektori, niin x on myös nollavektori. Muussa tapauksessa ei.

      Mihinkähän tuollaisella tehtävällä pyritään ? Jotain hilsettä hipovaa teoriaa.

      • Anonyymi

        Millä perusteella sinä oletat, että A:lla on käänteismatriisi? Sehän on yksi triviaali erikoistapaus.
        Kun olet ratkaissut sen, sinulla on vielä loput tehtävästä ratkaisematta: Entä jos A:lla ei ole käänteismatriisia?


    • Anonyymi

      1.c1 ja c2 skalaareja. Olkoot x ja y ratkaisuja.Olkoon b =/ 0.Jos ratkaisujoukko on aliavaruus niin b = A(c1 x c2 y) = c1 Ax c2 Ay =
      c1 b c2 b = (c1 c2) b. Tämä ei ole mahdollista mielivaltaisilla skalaareilla c1 ja c2 joten c1 x c2 y ei kuulu ratkaisujoukkoon eikä tämä siis ole aliavaruus.

      2. Olkoon b =0. A(c1 x c2 y) = c1 Ax c2 Ay = 0 eli myös c1 x c2 y on ratkaisu kun x ja y ovat. Ratkaisujoukko on siis aliavaruus

      • Anonyymi

        Kun A on sama, niin miten voi olla Ax=0 ja Ay=0, jos x ei ole sama kuin y ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kun A on sama, niin miten voi olla Ax=0 ja Ay=0, jos x ei ole sama kuin y ?

        Koska A:n ei ole mikään pakko olla injektio. Ihan jo yksiulotteisessakin tilanteessa tuo on selvää:
        Olkoon f funktio reaaliluvuilta reaaliluvuille,
        f(x) = 0 kaikilla x.
        Tällöin f(1) = 0 = f(2), vaikka tietenkään 1 ei ole sama kuin 2.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Koska A:n ei ole mikään pakko olla injektio. Ihan jo yksiulotteisessakin tilanteessa tuo on selvää:
        Olkoon f funktio reaaliluvuilta reaaliluvuille,
        f(x) = 0 kaikilla x.
        Tällöin f(1) = 0 = f(2), vaikka tietenkään 1 ei ole sama kuin 2.

        Miltä näyttäisi tuollaisen funktion kuvaaja ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Miltä näyttäisi tuollaisen funktion kuvaaja ?

        Ai niin, tietenkin
        y = 0 * x 0
        eli x-akselin kuvaaja.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ai niin, tietenkin
        y = 0 * x 0
        eli x-akselin kuvaaja.

        Kokeile seuraavaksi kaksiulotteista esimerkkiä. Vaikka

        f:R^2 -> R^2, f((x,y)) = (x y, 2(x y))

        Tuossa kuvaaja ei oikein pysty piirtämään, koska se elää neliulotteisessa avaruudessa, mutta kuvajoukon pystyy. Sehän on maaliavaruuden aliavaruus. Katso miten lähtöpuolen kantavektorit kuvautuvat.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kun A on sama, niin miten voi olla Ax=0 ja Ay=0, jos x ei ole sama kuin y ?

        Tarkoittanet tuota 2-kohtaa? Siinähän oli b = 0 joten jos x ja y ovat ratkaisuja niin Ax = 0 ja Ay = 0.


    • Anonyymi

      "avaruuden R^n×1 aliavaruus"

      Mitähän tuo olisi selkosuomeksi.

      • Anonyymi

        Ministeri Tuppuraisen mukaan valtionyhtiöiden hallituspalkkiot ovat jopa 150% pienempiä kuin eräissä yksityisissä firmoissa.

        Osaisikohan edes ministeri valottaa tuota aliavaruutta.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ministeri Tuppuraisen mukaan valtionyhtiöiden hallituspalkkiot ovat jopa 150% pienempiä kuin eräissä yksityisissä firmoissa.

        Osaisikohan edes ministeri valottaa tuota aliavaruutta.

        Sorry, tämähän onkin matikkapalsta.


      • Anonyymi

        Varmasti tarkoitettiin R^(n×1) (ja että R on "mathbb" eli sellainen paksu kirjain, jossa suora viiva on kahdennettu ja tarkoittaa siis reaalilukujen joukkoa. Sinällään tuo R:n käyttäminen myös ratkaisujoukon merkitsemiseen on ongelmallista tässä tapauksessa kun merkinnät voivat sekoittua).
        Ajattele ruudukko, jonka korkeus on n ja leveys 1. Jokaiseen ruutuun voit laittaa valitsemasi reaaliluvun. Kaikkien mahdollisten tällaisten ruudukkojen joukko on vektoriavaruus. Vektoriavaruudessa elementtejä voi laskea yhteen ja kertoa skalaareilla (eli reaaliluvuilla, kun reaalisesta vektoriavaruudesta puhutaan. Voidaan ottaa kerroinkunnaksi myös jokin muu kunta kuten vaikka kompleksiluvut tai jopa äärellinen kunta.) Näiden laskutoimitusten täytyy toteuttaa tietyt ehdot. Aliavaruus taas on vektoriavaruuden osajoukko, joka on itsessään vektoriavaruus.
        Ai että mikä sitten on reaaliluku? Noh, sehän on tietysti ekvivalenssiluokka kaikista rationaalilukujonoista jotka ovat Cauchy-jonoja ja missä kaksi lukujonoa samaistetaan mikäli niiden erotus konvergoi nollaan. Rationaaliluvut taas ovat ekvivalenssiluokkia kokonaislukupareista (jälkimmäinen komponentti ei nolla), missä parit (a,b) ja (c,d) samaistetaan mikäli ad=bc. Ja näillä tietysti lasketaan niinkuin nyt pari (a,b) = a/b, joka tietysti mielekkäämpi merkintä onkin. Noh, mitäs sitten ovat kokonaisluvut? Ne ovat tietysti ekvivalenssiluokkia luonnollisten lukujen pareista, missä ajatellaan, että pari (a,b) = a-b ja tietysti tehdään tarvittavat samaistukset, jotta yksi luokka tarkoittaa yhtä tiettyä kokonaislukua.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Varmasti tarkoitettiin R^(n×1) (ja että R on "mathbb" eli sellainen paksu kirjain, jossa suora viiva on kahdennettu ja tarkoittaa siis reaalilukujen joukkoa. Sinällään tuo R:n käyttäminen myös ratkaisujoukon merkitsemiseen on ongelmallista tässä tapauksessa kun merkinnät voivat sekoittua).
        Ajattele ruudukko, jonka korkeus on n ja leveys 1. Jokaiseen ruutuun voit laittaa valitsemasi reaaliluvun. Kaikkien mahdollisten tällaisten ruudukkojen joukko on vektoriavaruus. Vektoriavaruudessa elementtejä voi laskea yhteen ja kertoa skalaareilla (eli reaaliluvuilla, kun reaalisesta vektoriavaruudesta puhutaan. Voidaan ottaa kerroinkunnaksi myös jokin muu kunta kuten vaikka kompleksiluvut tai jopa äärellinen kunta.) Näiden laskutoimitusten täytyy toteuttaa tietyt ehdot. Aliavaruus taas on vektoriavaruuden osajoukko, joka on itsessään vektoriavaruus.
        Ai että mikä sitten on reaaliluku? Noh, sehän on tietysti ekvivalenssiluokka kaikista rationaalilukujonoista jotka ovat Cauchy-jonoja ja missä kaksi lukujonoa samaistetaan mikäli niiden erotus konvergoi nollaan. Rationaaliluvut taas ovat ekvivalenssiluokkia kokonaislukupareista (jälkimmäinen komponentti ei nolla), missä parit (a,b) ja (c,d) samaistetaan mikäli ad=bc. Ja näillä tietysti lasketaan niinkuin nyt pari (a,b) = a/b, joka tietysti mielekkäämpi merkintä onkin. Noh, mitäs sitten ovat kokonaisluvut? Ne ovat tietysti ekvivalenssiluokkia luonnollisten lukujen pareista, missä ajatellaan, että pari (a,b) = a-b ja tietysti tehdään tarvittavat samaistukset, jotta yksi luokka tarkoittaa yhtä tiettyä kokonaislukua.

        Jos ollaan perinteisessä 3-ulotteisessa "avaruudessa" (x,y,z), niin onko vektoriavaruus kaikkien mahdollisten vektorien joukko ja aliavaruus sen jokin osajoukko, esim. ne, jotka osoittavat oikealle.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jos ollaan perinteisessä 3-ulotteisessa "avaruudessa" (x,y,z), niin onko vektoriavaruus kaikkien mahdollisten vektorien joukko ja aliavaruus sen jokin osajoukko, esim. ne, jotka osoittavat oikealle.

        Maallikolle pelkän numerojoukon ymmärtäminen vektoriksi käy helpommin, jos sanotaan, että kukin numero edustaa n-ulotteisen vektorin komponentteja. Eli tuo 3-dimensioinen perinteinen avaruus olisi silloin R^(3×1) ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Maallikolle pelkän numerojoukon ymmärtäminen vektoriksi käy helpommin, jos sanotaan, että kukin numero edustaa n-ulotteisen vektorin komponentteja. Eli tuo 3-dimensioinen perinteinen avaruus olisi silloin R^(3×1) ?

        Suhteellisuusteoriassa puhutaan 4-ulotteisesta avaruudesta. Neljänneksi ulottuvuudeksi otetaan ict, joka on imaginäärinen ja siten "kohtisuorassa" x- ,y- ja z-suuntia vastaan.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Suhteellisuusteoriassa puhutaan 4-ulotteisesta avaruudesta. Neljänneksi ulottuvuudeksi otetaan ict, joka on imaginäärinen ja siten "kohtisuorassa" x- ,y- ja z-suuntia vastaan.

        Tilastomatikan puolelta on jäänyt mieleen, että havaintojoukon vaihtelu voidaan tulkita vektoriksi. Jos on toinen saman pituinen joukko, niin näiden vektorien välisen kulman cosini on korrelaatiokerroin R. Jos R=1, niin vektorit ovat saman suuntiset eli selittävät toisensa, jos R=0, niin ne ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan eli evät selitä toisiaan ollenkaan.

        Tuo pitää sisällään ajatuksen, että joukon yksittäiset havainnot ovat toisistaan riippumattomia, jolloin niiden voidaan ajatella olevan "kohtisuorassa" toisiaan vastaan.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jos ollaan perinteisessä 3-ulotteisessa "avaruudessa" (x,y,z), niin onko vektoriavaruus kaikkien mahdollisten vektorien joukko ja aliavaruus sen jokin osajoukko, esim. ne, jotka osoittavat oikealle.

        3-ulotteinen vektoriavaruus sisältää kaikkien vektoriensa kaikki lineaariset yhdistelmät. .

        Tämän 2-ulotteinen aliavaruus on sellainen, että kun otetaan mitkä tahansa sen 2 vektoria niin myös niiden lineaariset yhdistelmät kuuluvat siihen. Se ei sisällä muita kuin tällaisia vektoreita. 3-ulotteisen avaruuden origon kautta kulkeva mikä tahansa taso on tällainen aliavaruus.

        Ja 1-ulotteinen aliavaruus sisältää jonkin vektorinsa x lisäksi kaikki sen monikerrat c x missä c on mikä tahansa reaaliluku.Se ei sisällä muita kuin tällaisia vektoreita.Origon kautta kulkeva suora on tällainen aliavaruus.

        Vektori 0 kuuluu jokaiseen aliavaruuteen kuten määritelmästä seuraa.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        3-ulotteinen vektoriavaruus sisältää kaikkien vektoriensa kaikki lineaariset yhdistelmät. .

        Tämän 2-ulotteinen aliavaruus on sellainen, että kun otetaan mitkä tahansa sen 2 vektoria niin myös niiden lineaariset yhdistelmät kuuluvat siihen. Se ei sisällä muita kuin tällaisia vektoreita. 3-ulotteisen avaruuden origon kautta kulkeva mikä tahansa taso on tällainen aliavaruus.

        Ja 1-ulotteinen aliavaruus sisältää jonkin vektorinsa x lisäksi kaikki sen monikerrat c x missä c on mikä tahansa reaaliluku.Se ei sisällä muita kuin tällaisia vektoreita.Origon kautta kulkeva suora on tällainen aliavaruus.

        Vektori 0 kuuluu jokaiseen aliavaruuteen kuten määritelmästä seuraa.

        Joo, eli "oikealle osoittavat" ei ole aliavaruus, sillä jos siellä on oikealle osoittava vektori v, niin siellä täytyy olla myös tämän vastavektori -v, joka tietenkin osoittaa päinvastastaiseen suuntaan.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Martinan uusi poikakaveri

      Sielläpä se sitten on. Instastoorissa pienissä speedoissa retkottaa uusin kulta Martinan kanssa. Oikein sydämiä laitettu
      Kotimaiset julkkisjuorut
      204
      3065
    2. Suomessa helteet ylittää vasta +30 astetta.

      Etelä-Euroopassa on mitattu yli +40 asteen lämpötiloja. Lähi-Idässä +50 on ylitetty useasti Lämpöennätykset rikkoutuva
      Maailman menoa
      239
      1580
    3. Laita mulle viesti!!

      Laita viesti mesen (Facebook) kautta. Haluan keskustella mutta sinun ehdoilla en halua häiriköidä tms. Yhä välitän sinus
      Ikävä
      92
      1442
    4. Millaisessa tilanteessa olisit toiminut toisin

      Jos saisit yhden mahdollisuuden toimia toisin?
      Ikävä
      88
      1332
    5. Vanhemmalle naiselle

      alkuperäiseltä kirjoittajalta. On olemassa myös se toinen joka tarkoituksella käyttää samaa otsikkoa. Ihan sama kunhan e
      Ikävä
      46
      1294
    6. Fazer perustaa 400 miljoonan suklaatehtaan Lahteen

      No eipä ihme miksi ovat kolminkertaistaneen suklaalevyjensä hinnan. Nehän on alkaneet keräämään rahaa tehdasta varten.
      Maailman menoa
      148
      1196
    7. Ajattelen sinua tänäkin iltana

      Olet huippuihana❤️ Ajattelen sinua jatkuvasti. Toivottavasti tapaamme pian. En malttaisi odottaa, mutta odotan kuitenkin
      Ikävä
      12
      1158
    8. Ökyrikkaat Fazerit saivat 20 MILJOONAA veronmaksajien varallisuutta!

      "Yle uutisoi viime viikolla, että Business Finland on myöntänyt Fazerille noin 20 miljoonaa euroa investointitukea. Faze
      Maailman menoa
      119
      989
    9. Miehelle...

      Oliko kaikki mökötus sen arvoista? Ei mukavalta tuntunut, kun aloit hiljaisesti osoittaa mieltä ja kohtelit välinpitämät
      Ikävä
      89
      912
    10. Tuntuu liian hankalalta

      Lähettää sulle viesti. Tarvitsen apuasi ottaa koppi tilanteesta. Miehelle meni.
      Ikävä
      44
      793
    Aihe