Hela algebra · 2008-01-10

Uppgift 2

Hela tentan
Uppgift 2

Låt $\mathbf{e}_1$, $\mathbf{e}_2$, $\mathbf{e}_3$ vara en given ON-bas i rummet.

(a)

För vilka $a$ är vektorerna $\mathbf{f}_1 = (1, 1, 1)$, $\mathbf{f}_2 = (0, 2, -1)$ och $\mathbf{f}_3 = (0, 1, a)$ linjärt oberoende?

(b)

Bestäm vinkeln mellan $\mathbf{f}_1$ och $\mathbf{f}_2$ (uttryck innehållande $\arccos$ är tillåtna).

(c)

Låt $\mathbf{v} = (1, 1, 0)$ (i $\mathbf{e}$-basen). Bestäm för alla $a$ i uppgift a) sådana att vektorerna $\mathbf{f}_1$, $\mathbf{f}_2$ och $\mathbf{f}_3$ är en bas, koordinaterna för vektorn $(1, 1, 0)$ i basen $(\mathbf{f}_1, \mathbf{f}_2, \mathbf{f}_3)$.

Visa lösningDölj lösning

(a) Determinanten för de tre vektorerna är $1+2a$, så de är linjärt oberoende när $a\ne-1/2$.

(b) $\cos\alpha=(\mathbf f_1\cdot\mathbf f_2)/(\lVert\mathbf f_1\rVert\lVert\mathbf f_2\rVert)=1/\sqrt{15}$, alltså $\alpha=\arccos(1/\sqrt{15})$.

(c) För $a\ne-1/2$ ger koordinatsystemet $$[\mathbf u]_{\mathbf f}=\left(1,\frac1{1+2a},-\frac2{1+2a}\right)^T.$$

Figur