Hela algebra · 2009-01-08

Uppgift 3

Hela tentan
Uppgift 3

Låt $\mathbf{e}_1$, $\mathbf{e}_2$, $\mathbf{e}_3$ vara en given bas i rummet och $\mathbf{f}_1=(2a,2a,2a)$, $\mathbf{f}_2=(2,2,a+4)$ och $\mathbf{f}_3=(0,1,3)$.

(a)

För vilka $a\in\mathbb{R}$ är den linjära transformationen $F$ som uppfyller $F(\mathbf{e}_1)=\mathbf{f}_1$, $F(\mathbf{e}_2)=\mathbf{f}_2$, $F(\mathbf{e}_3)=\mathbf{f}_3$ en bijektion?

(b)

Ger $a=-1$ att $\mathbf{f}_1$, $\mathbf{f}_2$, $\mathbf{f}_3$ är en bas? Bestäm i så fall koordinaterna för vektorn som i $\mathbf{e}$-basen har koordinaterna $\mathbf{v}=(1,0,1)$.

Visa lösningDölj lösning

(a) Koordinatmatrisens determinant är $$\det\begin{pmatrix}2a&2&0\\2a&2&1\\2a&a+4&3\end{pmatrix}=-2a(a+2).$$ Alltså är $F$ bijektiv precis när $a\ne0,-2$. (b) För $a=-1$ ger systemet $T[y]_{\mathbf f}=(1,0,1)^T$ lösningen $$[\mathbf u]_{\mathbf f}=\left(\frac52,3,-1\right)^T.$$

Figur