Begreper & referanser
Alle nøkkelbegrepene, formlene og referansene fra Matriser og likningssystemer, samlet på én side. Bruk denne som oppslag når du leser, øver flashcards eller tar quiz.
Begreper
Sentrale begreper fra kapittelet med korte definisjoner.
Et tall som beskriver skaleringen til den lineære transformasjonen . En ikke-null determinant betyr at er inverterbar.
Uttrykk av typen samles i et likningssystem og løses ofte ved Gauss-eliminasjon.
ganger determinant av minoren . Brukes i utvikling langs rader eller kolonner.
En ikke-null vektor som kun strekkes eller snus av transformasjonen .
Rekkeoperasjoner på en utvidet matrise brukes for å finne rad-ekvivalent trappeform og løsninger til systemet.
Mengden av alle egenvektorer til en gitt egenverdi sammen med nullvektoren.
Pivoter er de første ikke-null elementene i radtrappeformen. Kolonner uten pivot gir frie variabler som kan ta vilkårlige verdier, og bestemmer derfor dimensjonen til løsningsrommet.
En matrise hvor det finnes en invertibel slik at er diagonal. Krever nok lineært uavhengige egenvektorer.
Løser lineære system ved å erstatte kolonner i med og beregne determinanter.
Et lineært system har ingen løsning dersom en rad i den utvidede matrisen blir med , én entydig løsning dersom alle variabler er pivoter, og uendelig mange løsninger dersom minst én variabel er fri.
For symmetriske matriser gir ortogonale egenvektorer en ortonormal basis, slik at kan skrives .
Produktet beregnes ved å kombinere rader i med kolonner i , og representerer sammensetning av lineære transformasjoner.
Et system er inhomogent når minst ett tall på høyresiden er ulik null, og homogent når hele høyresiden er nullvektoren. Et homogent system har alltid den trivielle løsningen x = 0, så spørsmålet er bare om det finnes flere.
Metode for å finne ved å radredusere den utvidede blokken til . Virker for enhver inverterbar -matrise, i motsetning til den eksplisitte -formelen.
En modell der neste tilstand er en fast lineær funksjon av dagens tilstand, . Diagonalisering av overgangsmatrisen gjør det mulig å regne ut tilstanden etter steg direkte, og å finne langtidsoppførselen.
Matrisen som fås ved å bytte rad og kolonne i . og har samme determinant og samme egenverdier, selv om egenvektorene som regel er forskjellige.
Formler
Hver formel: hva den heter, hvordan den ser ut, og hva symbolene betyr.
2×2-determinant
Første møte med determinantbegrepet i pensum.
Utvidet matrise
Pensum løser lineære system ved å utføre radoperasjoner på den utvidede matrisen.
Karakteristisk polynom
Likningen brukes for å finne egenverdier i pensum.
Rank-kriteriet
Dersom rangene er like og lik antall variabler fås en entydig løsning, mens lavere rang gir frie variabler og dermed uendelig mange løsninger.
3×3-determinant (Sarrus)
Gir eksplisitt beregning i tre dimensjoner før mer generelle metoder innføres.
Diagonaliserbarhet
Skriver A som produkt av egenvektor-matrise og diagonal matrise med egenverdier.
Invers via adjungert
Binder determinant til invertibilitet og brukes i teoretiske bevis.
Matrisemultiplikasjon
Formelen binder sammen rad- og kolonnkombinasjoner og brukes for transformasjoner.
Spektral dekomposisjon
Garanterer ortogonale egenvektorer og brukes i kvadratiske former.
Multiplikasjon av determinanter
Viser at volumfaktorer multipliseres ved sammensatte transformasjoner.
Determinant via egenverdier
Binder sammen lineær algebra og determinantbegrepet.
2×2-invers (eksplisitt formel)
Snarvei for -matriser: bytt om diagonalelementene, skift fortegn på de to andre, skaler med . Krever .
Markov-overgangslikning
Tilstandsvektoren ved steg er overgangsmatrisen ganget med tilstanden ved steg . Gir .
Matrisepotens via diagonalisering
Diagonalisering gjør høye potenser billige: fås ved å opphøye hvert diagonalelement i , i stedet for å multiplisere med seg selv ganger.
Læringsmål
Hva du skal kunne etter å ha lest kapittelet.
- 01Løse et lineært likningssystem med Gauss-eliminasjon og avgjøre om løsningen er entydig, uendelig mange eller ingen
- 02Skille homogene og inhomogene systemer og bruke rangkriteriet til å klassifisere løsningsmengden
- 03Finne den inverse matrisen med to metoder: Gauss-eliminasjon på [A | I] og adjungert/determinant-formelen
- 04Regne ut determinanter med kofaktor-utvikling og Sarrus' regel, og bruke Cramers regel til å løse et system
- 05Finne egenverdier og egenvektorer fra det karakteristiske polynomet, og diagonalisere en matrise som A = PDP⁻¹
- 06Bruke diagonalisering til å regne ut Mⁿ i en Markov-kjede og finne langtidsoppførselen til en populasjonsmodell