LA2021 SL05 05/12 演習問題

I $\vec{a},\vec{b}\in\mathbf{R}^n$が条件 $\vec{a}\nparallel\vec{b}$を満たすとします.
(1) $\vec{p}=3\vec{a}+\vec{b}$, $\vec{q}=\vec{a}+\vec{b}$が $\vec{p}\nparallel\vec{q}$を満たすことを示しましょう.
(2) $x\vec{a}+y\vec{b}=s\vec{p}+t\vec{q}$が成立するとき $s$, $t$を$x$, $y$で表しましょう.
II
次の$\vec a, \vec b,\vec\alpha,\vec\beta\in\mathbf{R}^n$に対して 以下の(i),(ii),(iii),(iv)を示しましょう.
(i)$\vec a\nparallel\vec b$を示しましょう.
(ii) $$ L=\{x\vec a+y\vec b;\ x,y\in\mathbf{R}\} $$ を考えます. $$ \vec\alpha,\vec\beta\in L $$ を示しましょう.
(iii) $\vec\alpha\nparallel\vec\beta$を示しましょう.
(iv) $L$の基底$\vec a,\vec b$に関する座標 を$\begin{pmatrix}x\\y\end{pmatrix}$, 基底$\vec\alpha,\vec\beta$に関する座標 $\begin{pmatrix}\xi\\\eta\end{pmatrix}$ とするとき $\begin{pmatrix}x\\y\end{pmatrix}$ を $\begin{pmatrix}\xi\\\eta\end{pmatrix}$ で表しましょう.
(1) $\vec a= \begin{pmatrix} 1\\2\\-1 \end{pmatrix}$, $\vec b= \begin{pmatrix} 2\\-1\\4 \end{pmatrix}$, $\vec \alpha= \begin{pmatrix} 2\\-6\\10 \end{pmatrix}$, $\vec \beta= \begin{pmatrix} 5\\5\\1 \end{pmatrix}$
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(2) $\vec a= \begin{pmatrix} 1\\2\\-1\\1 \end{pmatrix}$, $\vec b= \begin{pmatrix} 2\\3\\-2\\1 \end{pmatrix}$, $\vec \alpha= \begin{pmatrix} 2\\5\\-2\\3 \end{pmatrix}$, $\vec \beta= \begin{pmatrix} 5\\8\\-5\\3 \end{pmatrix}$
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(3) $\vec a= \begin{pmatrix} 4\\1\\-1\\2 \end{pmatrix}$, $\vec b= \begin{pmatrix} 1\\3\\1\\-1 \end{pmatrix}$, $\vec \alpha= \begin{pmatrix} 6\\7\\1\\0 \end{pmatrix}$, $\vec \beta= \begin{pmatrix} -1\\8\\4\\-5 \end{pmatrix}$
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III
$\vec a,\vec b\in\mathbf{R}^n$が張る部分空間 $$ L=L(\vec a,\vec b) =\{x\vec a+y\vec b;\ x,y\in\mathbf{R}\} $$ を考えます. $$ \vec c,\vec d\in L,\lambda,\mu\in\mathbf{R}\quad \Rightarrow\quad \lambda\vec c+\mu\vec d\in L $$ を示しましょう.
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IV
(1) $\vec a,\vec b\in\mathbf{R}^n$ に対して $$ {}^t(\vec a+\vec b)={}^t\vec a+{}^t\vec b,\quad {}^t(\lambda\vec a)=\lambda\cdot {}^t\vec a $$ を示しましょう.
(2) $\mathbf{a},\mathbf{b}\in\left(\mathbf{R}^n\right)^*$ に対して $$ {}^t(\mathbf{a}+\mathbf{b})= {}^t\mathbf{a}+{}^t\mathbf{b},\quad {}^t(\lambda\mathbf{a})=\lambda\cdot {}^t\mathbf{b} $$ を示しましょう.
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