Kannanvaihto Sisällysluettelo Kannanvaihtomatriisi | Esimerkkejä | Kirjallisuutta | Navigointivalikko

Lineaarialgebra


lineaarialgebrassavektoriavaruudenkannastavektorienkoordinaattejalineaarikuvaustenmatriisejaneliömatriisi




Kannanvaihto tarkoittaa lineaarialgebrassa siirtymistä vektoriavaruuden kannasta toiseen. Kannanvaihto muuttaa vektorien koordinaatteja ja lineaarikuvausten matriiseja. Kannanvaihdon hyödyllisyys tulee esille silloin, kun laskutoimitukset yksinkertaistuvat kannasta toiseen siirryttäessä.




Sisällysluettelo





  • 1 Kannanvaihtomatriisi

    • 1.1 Kannanvaihtomatriisin määritelmä


    • 1.2 Menetelmä kannanvaihtomatriisin määrittämiseksi



  • 2 Esimerkkejä

    • 2.1 Esimerkki 1


    • 2.2 Esimerkki 2



  • 3 Kirjallisuutta




Kannanvaihtomatriisi |


Kannanvaihtomatriisi on yksikäsitteinen ja säännöllinen neliömatriisi, joka muuttaa vektorien koordinaatit vanhan kannan suhteen ilmaistuista koordinaateista uuden kannan mukaisiksi.



Kannanvaihtomatriisin määritelmä |


Olkoot S=(u→1,...,u→n)displaystyle S=(vec u_1,...,vec u_n) ja T=(v→1,...,v→n)displaystyle T=(vec v_1,...,vec v_n) vektoriavaruuden V kaksi kantaa. Kannanvaihtomatriisi kannasta S kantaan T on nxn-matriisi, jonka sarakkeina on kannan S vektoreiden koordinaattivektorit kannan T suhteen ja josta käytetään merkintää M(T←S). Kaikille vektoriavaruuden V vektoreille x→displaystyle vec x pätee [x→]Tdisplaystyle [vec x]_T=M(T←S)[x→]Sdisplaystyle [vec x]_S, missä [x→]Tdisplaystyle [vec x]_T on vektorin x→displaystyle vec x koordinaattivektorin kannan T suhteen ja [x→]Sdisplaystyle [vec x]_S vektorin x→displaystyle vec x koordinaattivektorin kannan S suhteen.



Menetelmä kannanvaihtomatriisin määrittämiseksi |


Kannanvaihtomatriisin M(T←S) saa määritettyä muuntamalla matriisin [M(E←T)|M(E←S)] redusoituun porrasmuotoon [In|A], missä E=(e→1,...,e→n)displaystyle E=(vec e_1,...,vec e_n) on vektoriavaruuden luonnollinen kanta. Tällöin A=M(T←S).



Esimerkkejä |



Esimerkki 1 |


Olkoon E=(e→1,e→2,e→3)displaystyle E=(vec e_1,vec e_2,vec e_3) vektoriavaruuden R3 luonnollinen kanta ja olkoon S=(u→1,u→2,u→3)displaystyle S=(vec u_1,vec u_2,vec u_3) vektoriavaruuden R3 toinen kanta, jossa u→1=[1 2 4]Tdisplaystyle vec u_1=beginbmatrix1 2 4endbmatrix^T, u→2=[0 1 1]Tdisplaystyle vec u_2=beginbmatrix0 1 1endbmatrix^T ja u→3=[1 3 3]Tdisplaystyle vec u_3=beginbmatrix1 3 3endbmatrix^T. Tässä tapauksessa kannanvaihtomatriisi M(E←S) on helppo muodostaa, koska kannan S vektorien koordinaattivektorit kannan E suhteen ovat suoraan kannan S vektorit. Sama pätee aina luonnolliseen kantaan siirtyessä. Nyt siis


M(E←S)=[101213413]displaystyle beginbmatrix1&0&1\2&1&3\4&1&3endbmatrix.


Esimerkki 2 |


Olkoot S=(u→1,u→2)displaystyle S=(vec u_1,vec u_2) ja T=(v→1,v→2)displaystyle T=(vec v_1,vec v_2) vektoriavaruuden R2 kantoja, joille u→1=[2 1]Tdisplaystyle vec u_1=beginbmatrix2 1endbmatrix^T, u→2=[0 1]Tdisplaystyle vec u_2=beginbmatrix0 1endbmatrix^T, v→1=[1 −1]Tdisplaystyle vec v_1=beginbmatrix1 -1endbmatrix^T ja v→2=[2 3]Tdisplaystyle vec v_2=beginbmatrix2 3endbmatrix^T. Olkoon lisäksi a→=[1 5]Tdisplaystyle vec a=beginbmatrix1 5endbmatrix^T. Määritetään kannanvaihtomatriisi M(T←S) muuntamalla matriisi [12|20−13|11]displaystyle beginbmatrix1&2&
redusoituun porrasmuotoon [10|4/5−2/501|3/51/5]displaystyle &4/5&-2/5\0&1&. Tällöin M(T←S)=[4/5−2/53/51/5]displaystyle beginbmatrix4/5&-2/5\3/5&1/5endbmatrix. Vektorin a→displaystyle vec a koordinaattivektoriksi kannan S suhteen saadaan laskemalla [a→]S=[1/2 9/2]Tdisplaystyle [vec a]_S=beginbmatrix1/2 9/2endbmatrix^T. Lasketaan vektorin a→displaystyle vec a koordinaattivektori kannan T suhteen kannanvaihtomatriisin M(T←S) avulla. Saadaan



[a→]Tdisplaystyle [vec a]_T=M(T←S)[a→]Sdisplaystyle [vec a]_S=[4/5−2/53/51/5]displaystyle beginbmatrix4/5&-2/5\3/5&1/5endbmatrix[1/29/2]displaystyle beginbmatrix1/2\9/2endbmatrix=[−7/56/5]displaystyle beginbmatrix-7/5\6/5endbmatrix.


Kirjallisuutta |


  • Bernard Kolman ja David R. Hill: Elementary Linear Algebra with Applications, Ninth Edition, Pearson Education, 2008.

  • David Poole: Linear Algebra - A Modern Introduction, Second Edition, Brooks/Cole, 2006.


Popular posts from this blog

Jet Time Laivasto | Lähteet | Aiheesta muualla | NavigointivalikkoJet Time - The CompanyThe CompanyManagementJet Time aloittaa lauantaina Suomi-rekisterissä olevalla Boeing 737 -koneellaJettime Finland Fleet Details and HistoryJettime Fleet Details and HistoryRegional Jet OÜ takes over ATR production for SASJet Time Returns To Its Core BusinessYhtiön kotisivutlaajentamalla

Olympian arkeologinen museo Sisällysluettelo Historia ja rakennus | Kokoelmat | Lähteet | Aiheesta muualla | Navigointivalikko37°38′36″N, 21°37′46″EInfobox OKArchaeological Museum of Olympia: HistoryArchaeological Museum of Olympia: DescriptionΜουσείο Ιστορίας των Ολυμπιακών Αγώνων της Αρχαιότητας: ΙστορικόArchaeological Museum of Olympia

Äpy Sisällysluettelo Äpyt kautta historian | Esimerkkejä Äpy-huumorista | Katso myös | Kirjallisuutta | Aiheesta muualla | Navigointivalikkowww.äpy.fi