Bài tập biểu diễn tuyến tính có lời giải

Published on May 26, 2019

"[ Toán cao cấp ] Bài tập ánh xạ tuyến tính [tt], chuỗi lũy thừa, chuỗi số và chuỗi đan dấu, không gian vecto có lời giải" //app.box.com/s/ips1j...

Đã gửi 12-10-2015 - 12:57

em đang cần lời giải gấp ạ, anh/chị ai biết làm thì dành chút thời gian chỉ em với

1. Chứng minh rằng nếu hệ vecto {X1,X1,...,XM} $\subset R^{n}$ độc lập tuyến tính và tồn tại vecto $X\in R^{n}$ không biểu diên tuyến tính qua X1, X2,..., Xm thì $m\leq n-1$

2. Chứng minh rằng nếu hệ vecto X1, X2,..., Xm phụ thuộc tuyến tính và vecto Xm không biểu diễn tuyến tính qua các vecjto X1, X2,..., Xm-1 thì hệ vecto X1, X2,..., Xm-1 phụ thuộc tuyến tính.


GV LÊ VĂN HỢPCHƯƠNG VÁNH XẠ TUYẾN TÍNHI. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN:Trong chương này, m và n là các số nguyên  1. Ta viết gọn dimRV là dimV1.1/ ĐỊNH NGHĨA: Cho ánh xạ f : Rn  Rm , nghĩa là = [x1, x2, … , xn]  Rn, ! f [] = [y1, y2, … , ym]  R m.a] Nếu H  Rn thì ảnh của H qua ánh xạ f là f [H] = { f [] |   H }  R mb] Nếu K  R m thì ảnh ngược của K bởi ánh xạ f làf 1[K] = {   Rn | f []  K }  Rn.1.2/ ĐỊNH NGHĨA: Cho ánh xạ f : Rn  Rm.a] f là ánh xạ tuyến tính [từ R n vào Rm ] nếu f thỏa* ,   Rn, f [ + ] = f [] + f [] [1]*   Rn, c  R, f [c.] = c.f [] [2]b] Suy ra f là ánh xạ tuyến tính nếu f thỏa,   R n, c  R, f [c. + ] = c.f [] + f [] [3]c] Ký hiệu L[Rn,R m] = { g : Rn  Rm | g tuyến tính }Khi m = n, ta viết gọn L[Rn,Rn] = L[Rn] = { g : R n  R n | g tuyến tính }.Nếu g  L[R n] thì g còn được gọi là một toán tử tuyến tính trên R n.Ví dụ:a] Ánh xạ tuyến tính O : Rn  Rm [  O   Rn ] và toán tử tuyến tínhO : Rn  Rn [  O   Rn ].b] Toán tử tuyến tính đồng nhất trên R n là Id R : Rn  Rn [      R n ].n43c] f : R  R có f [] = [3x  8y + z  4t,  7x + 5y + 6t, 4x + y  9z  t] = [x,y,z,t]  R4. Ta có thể kiểm tra f thỏa [3] nên f  L[R4,R 3].Thật vậy,  = [x, y, z, t],  = [u, v, w, h]  R 4, c  R, f [c. + ] == f [cx + u, cy + v, cz + w, ct + h] = [3[cx + u]  8[cy + v] + [cz + w]  4[ct + h], 7[cx + u] + 5[cy + v] + 6[ct + h], 4[cx + u] + [cy + v]  9[cz + w]  [ct + h]] == c[3x  8y + z  4t,  7x + 5y + 6t, 4x + y  9z  t] + [3u  8v + w  4h,7u + 5v + 6h, 4u + v  9w  h] = c.f [] + f [].Ngoài ra ta có thể giải thích f  L[R4,R3] do các thành phần của f [] đều làcác biểu thức bậc nhất theo các biến x, y, z và t.d] g : R3  R3 có g[] = [ 2x + 9y + 6z, 8x  5y + z, 3x + 7y  4z] = [x,y,z]  R3. Ta có thể kiểm tra g thỏa [3] nên g  L[R3].Thật vậy,  = [x, y, z],  = [u, v, w]  R3, c  R, g[c. + ] == g[cx + u, cy + v, cz + w] = [ 2[cx + u] + 9[cy + v] + 6[cz + w] ,8[cx + u]  5[cy + v] + [cz + w], 3[cx + u] + 7[cy + v]  4[cz + w] ] == c[ 2x + 9y + 6z, 8x  5y + z, 3x + 7y  4z] + [ 2u + 9v + 6w, 8u  5v + w,3u + 7v  4w] = c.g[] + g[].1Ngoài ra ta có thể giải thích g  L[R 3] do các thành phần của g[] đều là cácbiểu thức bậc nhất theo các biến x, y và z.1.3/ TÍNH CHẤT :Cho f  L [Rn,Rm]. Khi đó ,, 1, …, k  Rn , c1, … , ck  R, ta cóa] f [O] = O và f [ ] =  f [] .b] f [c11 +  + ckk] = c1f [1] +  + ckf [k][ảnh của một tổ hợp tuyến tính bằng tổ hợp tuyến tính của các ảnh tương ứng]Ví dụ: Cho f  L [R3,R2] và 1 , 2 , 3  R3 thỏa f [1] = [1, 3], f [2] = [2,5]và f [3] = [4, 4] . Khi đó f [0,0,0] = [0,0], f [ 1] =  f [1] = [1,3] vàf [31  42 + 23] = 3f [1]  4f [2] + 2f [3] == 3[1, 3]  4[2, 5] + 2[4, 4] = [3, 37].1.4/ NHẬN DIỆN ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH:Cho ánh xạ f : Rn  Rm.Nếu có A  Mn x m[R] thỏa f [X] = X.A X  Rn thì f  L[R n,Rm]. Thậtvậy, X,Y  R n, f [c.X + Y] = [c.X + Y].A = c.[X.A] + Y.A = c.f [X] + f [Y],nghĩa là f thỏa [3] của [1.2].Ví dụ: Xét lại các ánh xạ f : R4  R3 và g : R3  R 3 trong Ví dụ của [1.2]. 3 7 4 3 2 8 8 51  M4 x 3[R] và B = 9 5 7   M3[R].Đặt A = 10 9  6 1 4  4 6 1 Ta có f [X] = X.A X = [x,y,z,t]  R 4 nên f  L[R 4,R3].Ta có g[X] = X.B X = [x,y,z]  R3 nên g  L[R 3].1.5/ MỆNH ĐỀ: Cho f  L[Rn,Rm].a] Nếu H  R n thì f [H]  Rm.b] Nếu [H  Rn và H có cơ sở A] thì[ f [H]  Rm và f [H] có tập sinh f[A] ].c] Nếu K  R m thì f 1[K]  Rn.1.6/ KHÔNG GIAN ẢNH CỦA ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH:Cho f  L[R n,Rm] và xét trường hợp đặc biệt H = Rn  Rn.a] Ta có f [H] = f [Rn] = { f [] |   Rn }  R m.Ta đặt f [R n] = Im[f ] và gọi Im[f ] là không gian ảnh của f .b] Tìm một cơ sở cho Im[f ] : Chọn cơ sở A tùy ý của R n [ ta thường chọn Alà cơ sở chính tắc Bo ] thì < f [A] > = Im[f ]. Từ đó ta có thể tìm được mộtcơ sở cho Im[f ] từ tập sinh f [A] [ dùng [5.7] của CHƯƠNG IV ].Ví dụ: f : R4  R3 có f [X] = [x + 2y + 4z  7t,  3x  2y + 5t, 2x + y  z  2t]X = [x,y,z,t]  R 4. Ta kiểm tra dễ dàng f  L[R 4,R3].Đặt A = Bo = { 1 = [1,0,0,0], 2 = [0,1,0,0] , 3 = [0,0,1,0] , 4 = [0,0,0,1] }2là cơ sở chính tắc của R4 thì < f [A] > = Im[f ] = f [R4].f [A] = { f [1] = [1,3,2], f [2] = [2,2,1], f [3] = [4,0,1], f [4] = [7, 5,2] }f [1 ] 1* 1 3 2  2 2 1 f [ 2 ] 0=0 4f [ 3 ] 0 1 f [ 4 ]  7 5 2 01*23 004 3 16 12 0343 2 4* 3 =0 00 0  1   20 0Im[f ] có cơ sở C = { 1 = [1,3,2], 2 = [0,4,3] } và dim[Im[f ]] = | C | = 21.7/ KHÔNG GIAN NHÂN CỦA ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH:Cho f  L[R n,Rm] và xét trường hợp đặc biệt K = {O}  Rm.a] Ta có f 1[K] = f 1[O] = {   R n | f [] = O }  Rn.Ta đặt f 1[O] = Ker[f ] và gọi Ker[f ] là không gian nhân của f.b] Tìm một cơ sở cho Ker[f ] : Ta thấy Ker[f ] chính là không gian nghiệm củahệ phương trình tuyến tính thuần nhất f [] = O với ẩn   R n . Từ đó ta cóthể tìm được một cơ sở cho Ker[f ] [ dùng [5.8] của CHƯƠNG IV ].Ví dụ: Xét lại ánh xạ tuyến tính f trong Ví dụ [1.5].Ker[f ] ={  = [x,y,z,t]  R4 | f [] = O }={  = [x,y,z,t]  R4 | [x + 2y + 4z  7t,  3x  2y + 5t, 2x + y  z  2t] = O }={  = [x,y,z,t]  R4 | x + 2y + 4z  7t =  3x  2y + 5t = 2x + y  z  2t = 0 }Ma trận hóa hệ phương trình tuyến tính trên:x y ztx y z t 1 2 4 7 3 2 0 5 2 1 1 21*00   000 247412163 9121* 000    0 1*0 00 213400000 Hệ có vô số nghiệm vói 2 ẩn tự do : z, t  R, x = 2z  t, y = 4t  3zKer[f ] ={  = [2z  t, 4t  3z, z,t] = z[2,3,1,0] + t[1,4,0,1] | z, t  R }. Như vậyKer[f ] = < D > với D = { 1 = [2,3,1,0], 2 = [1,4,0,1] } độc lập tuyến tính.Do đó Ker[f ] có một cơ sở là D = { 1, 2 } và dimKer[f ] = | D | = 2.1.8/ MỆNH ĐỀ: Cho f  L[Rn,Rm]. Khi đódimKer[f ] + dimIm[f ] = dimRn = n.dimKer[f ] gọi là số khuyết của f và dimIm[f ] gọi là hạng của f.Ví dụ: Xét lại ánh xạ tuyến tính f trong Ví dụ [1.5] và [1.6].Ta có dimKer[f ] + dimIm[f ] = 2 + 2 = 4 = dimR 4.II. MA TRẬN BIỂU DIỄN ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH:2.1/ ĐỊNH NGHĨA: Cho f  L[R n,Rm]. R n và Rm lần lượt có các cơ sở làA = { 1, 2 , …, n } và B = { 1, 2 , …, m }.a] Đặt [ f ]A,B = [ [ f [1]]B [ f [2]]B … [ f [n]]B ]  Mm x n[R].Ta nói [ f ]A,B là ma trận biểu diễn của ánh xạ tuyến tính f theo cặp cơ sởA [của Rn] và B [của R m].3Muốn tìm tọa độ của các vector f [1], f [2], … , f [n] theo cơ sở B, tagiải n hệ phương trình tuyến tính, mỗi hệ có m phương trình và m ẩn số.Các hệ này cùng có vế trái là [ 1t  2t …  mt ] và các vế phải của chúng lầnlượt là các cột f [1]t , f [2]t , …, f [n]t. Do đó ta có thể giải đồng thời nhệ trên trong cùng một bảng là [ 1t  2t …  mt | f [1]t | f [2]t | … | f [n]t ].Khi giải xong n hệ trên bằng phương pháp Gauss  Jordan, ta thu được matrận [ Im | [ f [1] ]B | [ f [2] ]B | … | [ f [n] ]B ] và [ f ]A,B chính là matrận ở vế phải. Như vậy khi biết f thì ta viết được ma trận biểu diễn[ f ]A,B = [ [ f [1] ]B [ f [2] ]B … [ f [n] ]B ] [1].b]   Rn, ta có [ f [] ]B = [ f ]A,B [  ]A [2].Như vậy khi biết [ f ]A,B thì ta xác định được biểu thức của f theo [2].[từ [ f [] ]B ta sẽ tính được ngay f []   Rn ]c] Nếu A và B lần lượt là các cơ sở chính tắc của Rn và R m thì [ f ]A,Bđược gọi là ma trận chính tắc của f . Biểu thức của f và ma trận chính tắccủa f có thể suy ra lẫn nhau một cách dễ dàng.Ví dụ:a] Xét f  L[R3,R2] với f [u,v,w] = [3u + 4v  w, 2u + v + 3w] [u,v,w]  R3.Cho A = { 1, 2, 3 } và B lần lượt là các cơ sở chính tắc của R3 và R 2.Ta có f [1] = f [1,0,0] = [3,2], f [2] = f [0,1,0] = [4,1] và f [3] = f [0,0,1] == [1,3] nên có ngay ma trận chính tắc 3 4 1 [ f ]A,B = [ [f [1]]B [f [2]]B [f [3]]B ] = 2 1 3Cho các cơ sở của R3 và R 2 lần lượt làC = { 1 = [1,2,4], 2 = [5,1,2], 3 = [3,1,1] } và D = { 1 = [7,2], 2 = [4,1] }.với f [1] = f [1,2,4] = [1,16], f [2] = f [5,1,2] = [13,17] vàf [3] = f [3,1,1] = [14,8].Ta tìm [ f ]C,D = [ [ f [1]]D [ f [2]]D [ f [3]]D ] bằng cách giải đồng thời các hệ741[ 1t  2t | f [1]t | f [2]t | f [3]t ] =  2 1 161*131714 1* 1 49  8  0 1 114389310 28 18  65 55 18  . Vậy [ f ]C,D = .28  114 93 28  5 2 23b] Xét g  L[R ,R ] có ma trận chính tắc [ g ]B,A =  7 1 với B và A lần 4 90*0 1651145593lượt là các cơ sở chính tắc của R2 và R3. 5 2  2 y  5x x  = [x,y]  R , [ g[]]A = [ g ]B,A [  ]B =  7 1   =  7 x  y  . 4 9   y   4x  9 y 2Từ đó suy ra ngay  = [x,y]  R2, g[] = g[x,y] = [ 5x + 2y, 7x  y, 4x + 9y].423c] Xét h  L[R ,R ] có [ h ]D,C 3 2=  4 1 với D = { 1 = [7,2], 2 = [4,1] } và1 1C = { 1 = [1,2,4], 2 = [5,1,2], 3 = [3,1,1] } lần lượt là các cơ sở của R 2 và R3.c  x  4 y  = [x,y]  R2, ta có [  ]D =  1  =  từ việc giải hệ c11 + c22 =  : c2   2 x  7 y c1 c2c1 c274x1* 1x  3y 1*0[ 1t  2t | t ]      * 2 1 y  0 1 2x  7 y 0 1Ta có [ h[]]C = [ h ]D,C [  ]Dx  4 y .2x  7 y  3 2 x  2y  x  4 y =  4 1  =  2 x  9 y  . Suy ra2x7y1 1 x  3y  = [x,y]  R2, h[] = h[x,y] = [x + 2y] 1 + [2x + 9y] 2 + [x + 3y] 3= [x + 2y][1,2,4] + [2x + 9y][5,1,2] + [x + 3y][3,1,1]= [14x + 56y, 3x + 10y, 9x + 29y]2.2/ ĐỊNH NGHĨA: Cho f  L[R n].Rn có một cơ sở là A = { 1, 2 , …, n }.a] Đặt [ f ]A = [ f ]A,A = [ [ f [1] ]A [ f [2] ]A … [ f [n] ]A ]  M n[R].Ta nói [ f ]A là ma trận biểu diễn của toán tử tuyến tính f theo cơ sở A.Muốn tìm tọa độ của các vector f [1], f [2], … , f [n] theo cơ sở A, tagiải n hệ phương trình tuyến tính, mỗi hệ có n phương trình và n ẩn sốCác hệ này cùng có vế trái là [ 1t  2t …  nt ] và các vế phải của chúng lầnlượt là các cột f [1]t , f [2]t , …, f [n]t . Do đó ta có thể giải đồng thời nhệ trên trong cùng một bảng là [ 1t  2t …  nt | f[1]t | f[2]t | … | f[n]t ].Khi giải xong n hệ trên bằng phương pháp Gauss  Jordan, ta thu được[ In | [ f[1] ]A | [ f[2] ]A | … | [ f[n] ]A ] và [ f ]A chính là ma trận ở vếphải. Như vậy khi biết f thì ta viết được ma trận biểu diễn[ f ]A = [ [ f [1] ] [ f [2] ] … [ f [n] ] ] [1].b]   Rn, ta có [ f [] ]A = [ f ]A [  ]A [2].Như vậy khi biết [ f ]A thì ta xác định được biểu thức của f theo [2].[ từ [ f [] ]A ta tính được ngay f []   R n ].c] Nếu A là cơ sở chính tắc của R n thì [ f ]A được gọi là ma trận chính tắccủa f . Biểu thức của f và ma trận chính tắc của f có thể suy ra lẫn nhaumột cách dễ dàng.Ví dụ:a] Xét f [u,v,w] = [2u  v,  u + 3v + w, u + 2v  w] [u,v,w]  R3 thì f  L[R 3].Cho A = { 1, 2 , 3 } là cơ sở chính tắc của R3. Ta có f [1] = f [1,0,0] = [2,1,1]f [2] = f [0,1,0] = [1,3,2] và f [3] = f [0,0,1] = [0,1,1] nên có ngay ma trậnchính tắc [ f ]A = [ [ f [1] ]A [ f [2] ]A 2 1 0 [ f [3] ]A ] =  1 3 1  . 1 2 1 5Cho C = { 1 = [1,2,2], 2 = [2,0,1], 3 = [2,3,3] } là một cơ sở của R3 vớif [1] = [4,5,5], f [2] = [4,1,1] và f [3] = [7,8,7].Ta tìm [ f ]C = [ [ f [1] ]C [ f [2] ]C [ f [3] ]C ] bằng cách giải đồng thời các hệt1t2tt3tt[    | f [1] | f [2] | f [3] ] 1* 002244101001373 11* 0 0  0 1* 0 0 0 1*1 2 2 2 0 3 2 1 31* 07 15    0 1*0 021 45415122440100143778  7 37 15  66 95  62 10 95 15  . Vậy [ f ]C =  10 0 15  . 4343766 766  7 4 b] Xét g  L[R2] có ma trận chính tắc [ g ]B =  với B là cơ sở chính tắc 2 9  7 4   x   7 x  4 y của R2.  = [x,y]  R2, [ g[]]B = [ g ]B [  ]B =   = . 2 9   y   2 x  9 y 6210100Từ đó suy ra ngay  = [x,y]  R2, g[] = g[x,y] = [7x  4y,  2x + 9y].421  15c] Xét h  L[R ] có [ h ]C =  2 2 3  với 10 3 14 3C = { 1 = [1,2,2], 2 = [2,0,1], 3 = [2,3,3] } là một cơ sở của R 3. c1  = [x,y,z]  R , ta có [  ]C =  c2  =c  33 3 x  4 y  6 z  bằng cách giải hệyz 2 x  3 y  4z c11 + c22 + c33 =  :c1 c2 c31 2 2tttt[  1  2  3 |  ]   2 0 3 2 1 31*xy   00z 22103 1yz  z  2 x xc1 c2 c31 0  0 1*0 01* 0 0x  2 y  2z *yz  0 1 0 0 0 1*1 3 y  4 z  2 x 20Ta có [ h[]]C = [ h ]C [  ]C3 x  4 y  6 z yz2 x  3 y  4 z 421   3 x  4 y  6 z  15 3 x  y  10 z .=  2 2 3 yzy  2z =  10 3 14   2 x  3 y  4 z  2x  y  7z Suy ra  = [x,y,z]  R3,h[] = h[x,y,z] = [ 3x + y + 10z] 1 + [y + 2z] 2 + [2x  y  7z] 3= [ 3x + y + 10z][1,2,2] + [y + 2z][2,0,1], + [2x  y  7z][2,3,3]= [x + y, y + z , z]62.3/ CÔNG THỨC THAY ĐỔI CƠ SỞ TRONG MA TRẬN BIỂU DIỄN:Cho f  L[R n,Rm].Rn có các cơ sở lần lượt là A và C với S = [A  C]  Mn[R].Rm có các cơ sở lần lượt là B và D với T = [B  D]  Mm[R].a] Ta có công thức [ f ]C,D = T 1.[ f ]A,B.S và do đó [ f ]A,B = T.[ f ]C,D.S1b] Suy ra [ f ]C,B = [ f ]A,B.S [ lúc này T = [B  B] = Im và T 1 = Im ][ f ]A,D = T 1.[ f ]A,B [ lúc này S = [A  A] = In ]c] Suy ra [ f ]A,B = [ f ]C,B.S1 và [ f ]A,B = T.[ f ]A,DGhi chú : Nếu A và B lần lượt là các cơ sở chính tắc của Rn và R m thì dễdàng có được S và T.Ví dụ: Xét lại f  L[R3,R2] và h  L[R 2,R3] trong Ví dụ của [2.1].a] Xét f  L[R3,R2] với f [u,v,w] = [3u + 4v  w, 2u + v + 3w] [u,v,w]  R3.Cho A = { 1, 2, 3 } và B lần lượt là các cơ sở chính tắc của R3 và R 2. 3 4 1 Ta đã viết ma trận chính tắc [ f ]A,B = [ [f [1]]B [f [2]]B [f [3]]B ] = .2 1 3Cho các cơ sở của R3 và R 2 lần lượt làC = { 1 = [1,2,4], 2 = [5,1,2], 3 = [3,1,1] } và D = { 1 = [7,2], 2 = [4,1] }.1 5 3 7 4 1 4 Ta có S = [A  C] =  2 1 1 và T = [B  D] = có T 1 =  2 1 2 74 2 1  65 55 18 Từ đó [ f ]C,D = T 1[ f ]A,B S = , 114 93 28 113 14 8 [ f ]C,B = [ f ]A,B S = 16 17 5 8 11 .15 19 và [ f ]A,D = T 1[ f ]A,B = 8 3 2b] Xét h  L[R ,R ] có [ h ]D,C =  4 1 với A, B, C, D, S và T được hiểu1 114 56 1như trên. Ta có ma trận chính tắc [ h ]B,A = S[ h ]D,C T =  3 10  . 9 29 23Suy ra  = [x,y]  R2, h[] = h[x,y] = = [14x + 56y, 3x + 10y, 9x + 29y].Hơn nữa [ h ]B,C = [ h ]D,C T11 2=  2 9  và [ h ]D,A = S[ h ]D,C =1 3 14 0  1 2 . 5 72.4/ TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT: Cho f  L[Rn].Rn có các cơ sở lần lượt là A và C với S = [A  C]  Mn[R].a] Ta có công thức [ f ]C = S1.[ f ]A.S và do đó [ f ]A = S.[ f ]C.S1 .b] Suy ra [ f ]C,A = [ f ]A.S và [ f ]A,C = S1.[ f ]Ac] Suy ra [ f ]A,C = [ f ]C.S1 và [ f ]C,A = S.[ f ]C.Ghi chú : Nếu A là cơ sở chính tắc của Rn thì dễ dàng có được S.7Ví dụ: Xét lại f , h  L[R 3] trong Ví dụ của [2.2].a] Xét f  L[R3] vớif [u,v,w] = [2u  v,  u + 3v + w, u + 2v  w] [u,v,w]  R3.Cho A = { 1, 2, 3 } là cơ sở chính tắc của R3.Ta có ma trận chính tắc [ f ]A = [[ f [1] ]A [ f [2] ]A 2 1 0 [ f [3] ]A ] =  1 3 1  . 1 2 1 Cho C = { 1 = [1,2,2], 2 = [2,0,1], 3 = [2,3,3] } là một cơ sở của R3 với1 2 2S = [A  C] =  2 0 3  và S1 = 2 1 31 2 2[S | I3] =  2 0 3 2 1 31 0 0  1* 0 1 0 00 0 1   01* 0 0  0 1* 0 0 0 1*61 3 4 6  0 1 1  qua các phép biến đổi 2 3 4 22103 10 0  1* 0 0 1 1    0 1*2 0 1   0 012012 2 0 1 12 3 4 1 62 10 95 11 = [ I3 | S ]. Ta có [ f ]C = S .[ f ]A.S =  10 0 15  , 432 3 4 766  4 4 7 4 27 2 1[ f ]C,A = [ f ]A.S =  5 1 8  và [ f ]A,C = S .[ f ]A =  0 5 0  . 5 1 7  3 19 1 421  153b] Xét h  L[R ] có [ h ]C =  2 2 3  với A, C, S và S1 được hiểu như 10 3 14 1 1 01trên. Ta có ma trận chính tắc [ h ]A = S.[ h ]C.S =  0 1 1  .0 0 13041Suy ra  = [x,y,z]  R3, h[] = h[x,y,z] = [x + y, y + z, z].1Ta có [ h ]A,C = [ h ]C.S 3 1 10  1 2 1 =  0 1 2  và [ h ]C, A = S.[ h ]C =  0 1 0  . 2 1 7 2 1 3III. XÁC ĐỊNH ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH KHI BIẾT ẢNH CỦA MỘTCƠ SỞ :3.1/ MỆNH ĐỀ: Rn có cơ sở là A = { 1, 2 , …, n }. Cho f, g  L[Rn,Rm].Khi đó f = g  j  { 1, 2, … , n }, f [j ] = g[j ].3.2/ MỆNH ĐỀ: Rn có cơ sở là A = { 1, 2 , …, n }.Chọn tùy ý 1, 2 , …,  n  R m.Khi đó có duy nhất f  L[R n,Rm] thỏa f [j ] = j j  {1, 2, … , n}.83.3/ XÁC ĐỊNH ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH DỰA THEO ẢNH CỦA MỘT CƠSỞ:Ta trình bày cách xác định ánh xạ tuyến tính f trong [3.2].a] Cách 1: dùng tọa độ vector theo cơ sở. c1  c  Rn, tìm [  ]A =  2  để có biểu diễn  = c11 + c22 + … + cnn .  cn Suy ra f [] = f[c11 + c22 + … + cnn] = c1f [1] + c2f [2] + … + cnf [n] == c11 + c22 + … + cn n .b] Cách 2: dùng ma trận biểu diễn ánh xạ tuyến tính.Gọi C và D lần lượt là các cơ sở chính tắc của Rn và R m với S = [C  A].Viết [ f ]A,D = [ [ f [1] ]D [ f [2] ]D … [ f [n] ]D ] = [ 1t  2t …  mt ]. Ta có matrận chính tắc [ f ]C,D = [ f ]A,D . S1 . Từ đó suy ra ngay f []   Rn.Ví dụ:R3 có cơ sở A = { 1 = [1,1,1], 2 = [1,0,1], 3 = [3,1,2] }.a] Tìm f  L[R3,R 4] thỏaf [1] = [3,0,1,2], f [2] = [1,2,4,0] và f [3] = [4,1,0,3].b] Tìm g  L[R 3] thỏa g[1] = [2,1,3], g[2] = [3,2,1] và g[3] = [7,5,3]. c1  zxy Cách 1:  = [x,y,z]  R , tìm [  ]A =  c2  =  y  2 z  x  bằng cách giải hệc  x z  33c11 + c22 + c33 =  : [ 1t  2t  3t | t ] c1 c2 c31 1 3  1 0 11 1 2*x  1 1 3 y 0 1 2z   0 1 1c1 c2 c3* 1 0 y    0 1*y  z   0 0xx121 y  1* 0 0 x  y    0 1* 0z  x   0 0 1*zx y y  2z  x x  z Từ đó f [] = f [c11 + c22 + c33] = c1f [1] + c2f [2] + c3f [3]= [z  x  y][3,0,1,2] + [y + 2z  x][1,2,4,0] + [x  z][4,1,0,3]= [ 8x  2y + 9z, 3x  2y  5z,  3x + 5y + 7z,  5x 2y + 5z]và g[] = g[c11 + c22 + c33] = c1g[1] + c2g[2] + c3g[3]= [z  x  y][2,1,3] + [y + 2z  x][3,2,1] + [x  z][7,5,3]= [ 2x  y  z, 2x + y,  x  2y + 2z]Cách 2 :Gọi C và D lần lượt là các cơ sở chính tắc của R3 và R4 với1 1 3S = [C  A] =  1 0 1 và S1 =1 1 2 1 1 1  1 1 2  qua các phép biến đổi 1 0 1 91 1 3[S | I3] =  1 0 11 1 21* 0 0  0 1* 0 0 0 1*1 111101*1 0 00 1 0   000 0 1 11310 11* 00 01 1    0 1*0 01 0 1 102111 1 1 11 0 1 10112  = [ I3 | S ].1Viết [ f ]A,D = [ [ f [1] ]D [ f [2] ]Dchính tắc [ f ]C, D = [ f ]A,D 3 1 4  0 2 1  và ta có ma trận[ f [3] ]D ] =  1 4 0  2 0 3  8 2 9  3 2 5 1 . Suy ra  = [x,y,z]  R 3,.S =  3 5 7  5 2 5 f [] = f [x,y,z] = [ 8x  2y + 9z, 3x  2y  5z,  3x + 5y + 7z,  5x  2y + 5z]. 2 3 7 Viết [ g ]A,C = [ [ g[1] ]C [ g[2] ]C [ g[3] ]C ] =  1 2 5  và ta có ma trận 3 13  2 1 1 1chính tắc [ g ]C = [ g ]A,C . S =  2 1 0  . 1 2 2 Suy ra  = [x,y,z]  R3, g[] = g[x,y,z] = [ 2x  y  z, 2x + y,  x  2y + 2z].------------------------------------------------------------------------------------10BÀI TẬP ĐẠI SỐ TUYẾN TÍNH [GV LÊ VĂN HỢP]CHƯƠNG I : HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH1/ Giải các hệ phương trình tuyến tính thực dưới đây [nghiệm duy nhất] và kiểm tra ĐL Kronecker Capelli : x  2 y  4 z  31 x  3y  z  5 x  y  2 z  3t  1 x  2 y  3 z  2t  1 y  2 z  5 x  29 z  2x  y  2 3 y  z  t  2 x  62 z  2 x  3t  y  2a] b] c] d]  z  3 x  y  10 y  5 z  x  72t  3 x  y  z  42 y  2t  3x  z  5 z  2 y  7 x  83z  3 y  2 x  14 3 z  t  x  2 y  4 t  2 z  3 y  2 x  112/ Giải các hệ phương trình tuyến tính thực dưới đây [vô nghiệm] và kiểm tra Định lý Kronecker Capelli : x  y  3 z  1 2x  y  z  t  1 2 x  5 y  3z  t  5 2x  2 y  z  t  u  1 y  2z  2x  1 2t  5 x  y  z   13 z  3 x  t  7 y  1 t  z  2u  2 y  x  1a] b] c] d]  z x y 32 z  8t  3x  2 y  22t  6 z  9 y  5 x  7 7u  5 z  10 y  4 x  5t  1 2 y  x  3 z  1  y  z  3t  2 x  46 y  t  4 x  3 z  87 z  2 x  7t  11u  14 y  13/ Giải các hệ phương trình tuyến tính thực dưới đây [vô số nghiệm] và kiểm tra Định lý Kronecker Capelli : x  3 y  2z  0 3 x  4 y  5 z  7t  0 x  y  2 z  3t  1 3z  2 x  y  016t  4 x  11y  13z  0 3 z  x  2t  4 y  2a] b] c] 5 y  4 z  3 x  0 3 z  2t  2 x  3 y  0 4 y  2t  x  z  24 z  17 y  x  0 2 y  z  3t  7 x  02t  5 z  8 y  x  2 3 x  3 y  7 z  3t  6u  3 t  4 z  3u  2 y  2 x  2d] 3u  5 z  3 y  3x  2t  1 8 z  2 x  3t  9u  2 y  2x  2 y  2 z  7t  3u  1x  2 y  z  t  2u  1 6 y  5u  15t  3x  4 z  2z  2x  t  u  2 y  1e] f]  5t  2 x  4 y  z  u  1 7u  5 z  10 y  4 x  5t  120u  14 z  8 x  16 y  50t  7 7t  11u  2 x  7 z  14 y  14/ Giải và biện luận các hệ phương trình tuyến tính thực dưới đây theo các tham số thực m, a, b, c và drồi kiểm tra Định lý Kronecker Capelli :x  y  z  2t  1 3 x  4 y  4 z  17t  11m  7 x  3 y  8 z  t  38 z  5 x  27t  6 y  18m  103 z  x  4t  2 y  2a]  5 z  2 x  5t  y  mb] c]  y  t  x  4z  m13t  19 z  5 y  4 x  2 3 y  12t  2 x  2 z  8m  519t  2 z  5 y  3x  13m  8mt  z  3 y  4 x  m 2  6m  4 x  2y  z t u  m 2t  z  2 x  2u  y  3md]  u  3x  t  2 y  z  m  1 z  2u  5 y  2 x  2t  m  1 x  y  z 1g] mz  2 x  3 y  3 my  3 z  x  2 x  2 y  z  2t  3u  a 6 y  13u  8t  3 x  5 z  be]  t  4x  8 y  5z  u  c5u  3 z  2 x  4 y  3t  d x  2 y  z  2t  mh] t  z  y  x  2m  1 7 y  t  x  5z  m x  y  z  m 1i] [m  1] z  mx  y  mmy  z  x  1 x  y  z  3t  12 2 z  x  t  2 y  3f]   y  2 x  3z  9mt  z  y  2 x  21 x  y  3 z  1j] mz  2 x  y  m  1 my  3z  x  21CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN MA TRẬN VÀ MA TRẬN VUÔNG KHẢ NGHỊCH1 2  3 1 1 0 1, C =1/Cho các ma trận thực A = ,B=213244 1 Tính E = CDBA, F = DBAC và G = ACDB . 1 2 1 3 1 0  và D = 2 1 0  1 0 2 1 3 1 0 4 . 2 3 1 2 2/ Tính Ak theo k nguyên  0 nếu A là một trong các ma trận thực sau : 2 1   a 0   cos x  sin x  3 2   1 b   sin x cos x    1 1 1   1 0 1  1 1 0   1 1 1  0     1 1 1   0 0 1   0 1 1   0 1 1   1 1 1 1   1 0 1  0 0 1   0 0 1  sin t    10 cos tsin t  cos t 0  2 4  1 1 3/ Cho đa thức thực f[x] = 2x3  5x2 + 4x  3. Tính ma trận f[A] nếu A = hay A = .3 2  3 2 4/ Giải các phương trình ma trận thực sau [ X là ma trận ẩn phải tìm ] : 1 1 2  3 1a] X=  4 0 34 5 1 2  2e] X  X  2 3   1 2 3 3h] X + Xt  5 4 4 1 4  4 1b] X  0 2  =  2 3  3 5  1 2 1 2c] X=X  3 4  3 4 d] X2 = I21  1 12 1 1 1  1 1 =f] X  X=g] X2 = X [ X  M2[R] ]1   1 0 1 2 1 1   1 11   7 8  3 4  t 2 5   7 11 =i] X +X  =2   11 8  1 2  3 4  8 8 0 10 01 0 5/ Cho các ma trận thực A = ,B= ,C=  và D =0 01 0 0 1Chứng minh [AB]n  AnBn và [CD]n  CnDn n nguyên  2.1 0  1 1 .6/ Cho A, B, C  Mn[R] và số nguyên k  1 .a] Khai triển [5A  2B + 3C][6B  C  4A][2C + 3A + B] .b] Giả sử A2 = A. Khai triển và rút gọn [ABA  AB]2 và [ABA  BA]2 .c] Giả sử C2 = In. Tính Ck .d] Giả sử A2 = A và B = [2A  In]. Tính Ak và Bk .e] Giả sử A2 = On và C = [A + In]. Tính Ck và Sk = In + C + C2 + … + Ck .f] Giả sử Ak = On và AB = BA. Tính [AB]k và Am với m nguyên  k .g] Giả sử AB = On.Chứng minh [BA]m = On m nguyên  2. Cho ví dụ để thấy có thể BA  On .h] Giả sử A3 = On = B4 và AB = BA. Chứng minh [cA + dB]6 = On c,d  R.Tổng quát hóa kết quả trên khi có r, s nguyên  1 thỏa Ar = On = Bs và AB = BA.i] Ký hiệu Tr là hàm vết [trace] lấy tổng các hệ số trên đường chéo chính của một ma trận vuông.Chứng minh Tr[A  B] = Tr[A]  Tr[B] và Tr[AB] = Tr[BA]. Suy ra [AB  BA]  cIn c  R \ {0}.27/ Dùng phương pháp Gauss - Jordan để xét tính khả nghịch của các ma trận thực sau và tìm ma trận nghịchđảo của chúng [ nếu có ] :8 12   1 2 2   2 3 3  2 0 3  2 3 4  1 3 1 13a]  2 1 3  b]  2 2 3  c]  1 1 3  d]  12 7 12  e]  2 1 2  f]  1 1 2 1 2 2 3 4 6  1 2 1 64 5   3 1 4   5 7 4 ABCDEF1t 11 1 13 14 11111 11 1 1g] Từ đó tính nhanh [4A] , [A ] , [2 A ] , [A ] , [A ] , [BA] , [A B] , [AB ] và [B A ] .8/ Cho A,B  Mn[R] .a] Giả sử A khả nghịch. Chứng minh [A1BA]k = A1Bk A k  1.Chứng minh [A + B] khả nghịch  [ In + A1B ] khả nghịch  [ In + BA1 ] khả nghịchb] Giả sử A9 = A20 = In . Chứng minh A = In .c] Giả sử A2B3 = A3 B7 = B8A4 = In . Chứng minh A = In = B.9/ Áp dụng ma trận khả nghịch để giải các phương trình ma trận thực sau [ X là ma trận ẩn phải tìm ] : 3 1 4  5 2  4 0 1 1 8 2  7 4   4 3   1 6 a] X= b] X  4 1 6  = c]  X  5 4  =  0 2 703533 11 2 5    2 0 3  2 0 3d]  2 1 3  X =1 2 24 0 1 1  3 2  3 3 2 1 e] X =  0 1  5 2   2 4 2 2 1 3 4 f ]  1 3 7  X =2 3  7 14 3 10 2 2 1 3 2 5  3 2   5 1 g] X = 6 7  4 3   5 1 4 2 3 3  2 3 4  1 3 1 5h]  1 1 2  X  2 2 3  =  1 1 3  5 7 4  3 4 6  1 2 1210/ Cho A, B, C  Mn[R], số nguyên k  1 và c,d  R.a] Giả sử Ak = On và L = [ In + A + A2 + … + Ak  1 ].Chứng minh H = [ In  A ] khả nghịch và H1 = L.Suy ra K = [ In + A ] cũng khả nghịch và tính K1 theo A.db] Giả sử A2 = cA và cd  1. Đặt Q = [ In A ].cd  1Chứng minh P = [ In + dA ] khả nghịch và P1 = Q.c] Giả sử A, B, C khả nghịch.Tìm X và Y nếu A5XB6 = 7A3C2B4 và A9C8YB4C2 = 2A9C5A7B1C2 .CHƯƠNG III : ĐỊNH THỨC CỦA MA TRẬN VUÔNG1/ Tính các định thức sau :2 1a] 6443m 2m[1  m] 7 m3 2 b] 45[1  m]214[m  1]4222 3 2 133 5a832 1 23b2b4ab6bc]d]2 1 2 3257a51 2 3 24[b  a] 3[a  b] 5a [a  b] 6[b  a]32/ Khi nào các ma trận thực sau có định thức bằng 0 ?xx1xx11a] xxabg]cd101111011110b]3xx213x311a x x bx a b xh]x b a xb x x ax 1 x3c] a 1 a 3b 1 b3i]1 x2x3a bd] 1 a 21 b2a3b3e] b c ac a ba2[a  1]2[a  2] 2[a  3]2b2[b  1]2[b  2]2[b  3]2c2[c  1]2[c  2]2[c  3]2[d  2] 2[d  3]2d2[d  1]2c0af]bca b c0 c bc 0 ab a 0abccabj]bcaab bc ca11123/ Dùng phương pháp định thức để xét tính khả nghịch của các ma trận thực sau và tìm ma trận nghịch đảo[ nếu có ] của chúng :31 5 3 2 3 2 6 6 13 12 6  5 2 1   2 5 8  a]  2 1 1 b]  1 4 2  c]  5 1 4  d]  87 4  e]  7 3 1  f]  1 1 5 4 2 1  1 2 4  1 2 2  12 12 5  4 3 2   3 5 3  4/ Khi nào các ma trận thực sau khả nghịch và tìm ma trận nghịch của chúng lúc đó :2 12 1sin a  1 3 m3a b c  1a]  3 7 m  5 b]  mm 11 c]  1 1 1 d]  11 cos a   m 2m 3m  3 bc ac ab  sin a  cos a1 mm  3 1 5/ Giải các hệ phương trình tuyến tính thực sau bằng qui tắc CRAMER :1 1 111  3 2 07 2 1 2 5 a]  4 4 1 22 b]  03 2 6 c]  4 1 2 1  2 3 1 11  2 0 3 1 8 1 1 5  2 1 1d]  2 4 5 3 5 61 15 19 6/ Giải và biện luận các hệ phương trình tuyến tính thực sau theo tham số thực m bằng qui tắc CRAMER :m 1 1  mm  2 m  1 m 11m  2 2m  59m a] b] c] d] 10 m 10 m  4 1 m 1 m mm 2 1 3 m2 1 1 1  135 m 1 1 m 131 1 1 31 e]  2120  f]  2 4 4m  2 1 g]  2 1 m m  1 h]  m m 1 0  3m  1 m  3 3 m 11 m 3 m 1 m 1 42 90 2 CHƯƠNG IV : KHÔNG GIAN VECTOR Rn1/ Tập hợp nào dưới đây là không gian vector con của Rn [ n = 3, 4, 5 ] ? Tại sao ?a] W = { X = [x,y,z]  R3 / 2x  | y | + 3z = 0 }b] W = { X = [x,y,z]  R3 / xy + yz + zx = 0 }3c] W = { X = [x,y,z]  R / y  4x + 3z = 0 = 5x + 8y  7z }d] W = { X = [x,y,z,t]  R4 / x  y + 9z = 3t  x  z = 2t  7y  5z = 8x + 4y  t }e] W = { X = [x,y,z,t]  R4 / x + 5y  2z  4t  0 }f] W = { X = [x,y,z,t]  R4 / x2  y + 3z  t3  1 }42g] W = { X = [x,y,z,t]  R / [5x + 4y + z  6t] + [9x  y + 7z + 2t]2 + [8x  6y + 3z  t]2  0 }h] W = { X = [x,y,z,t,u]  R5 / 3x = 2y = 6z = 9t = 4u }42/ Khi nào  = [u,v,w] [ hay  = [u,v,w,t]]  W = < S > nếua] S = { X = [1,1,2], Y = [2,3,3] }  R3b] S = { X = [3,1,1], Y = [1,5,7], Z = [1,2,3] }  R3c] S = { X = [1,2,1,0], Y = [2,1,0,1], Z = [0,1, 2,1] }  R4d] S = { X = [2,1,3,1], Y = [1,4,0,3], Z = [3,6,6,5], T = [2,1,3,1] }  R4e]  = [m, 4, m + 2]  R3 và S = { X = [1,1,2], Y = [1,2,1], Z = [1,1,4] }  R33/ Xét tính độc lập tuyến tính hay phụ thuộc tuyến tính của các tập hợp dưới đây :a] S = { X = [3,1,1], Y = [1,5,7], Z = [1,2,3], T = [9,0,4] }  R3b] S = { X = [3,2,7,1], Y = [9,6,21,3] }  R4c] S = { X = [2,1,0,9], Y = [5,7,3,4] }  R4d] S = { X = [1,1,7,2], Y = [5,1,1,18], Z = [5,2,8,16] }  R4e] S = { X = [1,2,3,4], Y = [3,3,5,1], Z = [5,8,13,6] }  R4f] S = { X = [1,2, 3m + 1], Y = [3,1,m  3], Z = [m + 5, 2,4] }  R34/ Tập hợp nào dưới đây là cơ sở của R3 ? [ s = sinx và c = cosx ]a] S = { X = [3,2,7], Y = [8,2,3] } b] S = { X = [1,1,7], Y = [5,1,1], Z = [5,2,8], T = [4,0,3] }c] S = { X = [3,2,1], Y = [2,1,1], Z = [12, 1,1] } d] S = { X = [2,3,1], Y = [4,5,2], Z = [5,7,3] }e] S = { X = [1,1,c], Y = [1,1,s], Z = [s,c,1] }f] S = { X = [0,1,s], Y = [1,0,c], Z = [s,c,0] }5/ Giải thích B là một cơ sở của không gian W = < B >  V = Rn [ n = 3, 4, 5 ] rồi tìm điều kiện để = [u,v,w] [ hay  = [u,v,w,t] hay  = [u,v,w,t,z] ]  W.Nếu W  V, hãy bổ sung thêm các vector vào B để có một cơ sở C của V.a] B = { X = [2,3,1], Y = [4,6,5] }[ V = R3 ]b] B = { X = [0,3,1,2], Y = [0,9,3,8] }[ V = R4 ]c] B = { X = [1,4,2,5], Y = [2,5,3,9], Z = [1,2,1,4] }[ V = R4 ]d] B = { X = [0,2,1,7,3], Y = [0,6,0,25,10], Z = [0,4,13,34,13] }[ V = R5 ]e] B = { X = [1,2,5,2,3], Y = [4,8,16,7,6] }[ V = R5 ]6/ Tìm một cơ sở B cho không gian W = < S >  V = Rn [ n = 3, 4 ] rồi tìm điều kiện để  = [u,v,w]  W[ hay  = [u,v,w,t]  W ] Nếu W  V, hãy bổ sung thêm các vector vào B để có một cơ sở C của V.a] S = { X = [2,3,1], Y = [3,1, 5], Z = [1,5,3] }  R3b] S = { X = [1,2,3], Y = [2,1,4], Z = [3,0,5], T = [2,7,8] }  R3c] S = { X = [1,2,4,0], Y = [2,3,3,1], Z = [1,4,2,3], T = [1,9,3,5] }  R4d] S = { X = [2,17,43,12], Y = [0,5,5,2], Z = [1,11,19,7], T = [1,1,29,3] }  R47/ Chỉ ra một tập sinh hữu hạn S cho W để thấy W  V = Rn [ n = 3, 4 ] .Sau đó tìm một cơ sở B cho W = < S > rồi tìm điều kiện để  = [u,v,w] [ hay  = [u,v,w,t]]  W ?Nếu W  V, hãy bổ sung thêm các vector vào B để có một cơ sở C của V.a] W = { U = [2a + 3b + c, 3a  b  5c, a + 5b  3c] / a,b,c  R }b] W = { U = [a 2b 3c + 2d, 2a  b + 7d, 3a + 4b + 5c  8d] / a,b,c,d  R }c] W = { U = [a + 2b + c  d, 2a + 3b  4c + 9d, 4a + 3b + 2c + 3d, 5d  b  3c] / a,b,c,d  R }d] W = { U = [2a  c + d, 5b  17a + 11c  d, 5b + 43a  19c + 29d, 2b 12a + 7c  3d] / a,b,c,d  R }8/ Tìm một cơ sở B cho không gian W = { X  Rn / AX = O } [ n = 4, 5 ] nếu A là5  1 6 8 1 3 2 1 7 7 1 2 5 1 2 1 1 1 2 1 2 1 1 3 1 3 3 a]  2 3 3 20  b]  2 1 1 2 3  c]d] 3245325812 3 7 22 15  3 2 1 1 2  3 8 2 11 3 1 4 7 9 Nếu W  Rn, hãy bổ sung thêm các vector vào B để có một cơ sở C của Rn .59/ Kiểm tra S và T là các cơ sở của R3 rồi viết P[S → T] và P[T → S] .Tìm X, [ X ]T, [ Y ]S, [ Y ]T, Z và [ Z ]S nếua] S = { X1 = [1,1,2], X2 = [2,1, 2], X3 = [1,0,3] }, T = { Y1 = [2,5,2], Y2 = [2,1,3], Y3 = [1,2, 2] }2 3  [ X ]S =  1 , Y = [4,1, 2] và [ Z ]T =  0 31  b] S = { X1 = [1,1,0], X2 = [0,1,1], X3 = [1,0,1] }, T = { Y1 = [1,0,0], Y2 = [1,1,0], Y3 = [1,1,1] }1 2 [ X ]S =  5  , Y = [3,4,0] và [ Z ]T =  2  1  3  10/ Cho S = { X , Y , Z } là một cơ sở của R3 và T = { E, F, G }  R3.Kiểm tra T cũng là một cơ sở của R3 rồi viết P[S → T] và P[T → S] nếua] E = 2X  2Y  3Z, F = 3X + 2Y + 4Z và G = 4X + 3Y + 6Z.b] X = E  F + G, Y = 3E  F + 2G và Z = E + 3F + G.11/ Cho S = { X = [a,c], Y = [b,d] }  R2 thỏa ab + cd = 0 và a2 + c2 = 1 = b2 + d2 .Chứng minh S là một cơ sở của không gian vector R2. Tìm [ Z ]S nếu Z = [u,v]  R2.12/ Cho V = R3 [ hay V = R4 ] và X = [u,v,w] [ hay X = [u,v,w,t]]  V. Xét S,T  V và W = < S >  V.Tìm điều kiện để X  W rồi giải thích S và T là các cơ sở của W. Tính [ X ]S [ khi X  W ] và viếtma trận P[S → T]. Từ đó suy ra P[T → S] và [ X ]T .a] S = { Y = [3,2,1], Z = [1,1,2] } và T = { E = [1,4,5], F = [2,3,3] }b] S = { Y = [1,1,1,0], Z = [2,3,4,1], U = [1,4,3,2] } vàT = { E = [1,1,1,1], F = [2,7,0,3], G = [3,8,1,3] }13/ Cho H, K  R4 và các ma trận thực2 1 5 1 2 2 7 2A= B= 4 3 12 3  4 4 17 4 11322 3 5 3 13 22 5 1 2 3 4 7 12và C = 351 5 6 2 9 13 3 14 19 5 23 32 Tìm một cơ sở cho H, K, [ H + K ], [ H  K ] trong các trường hợp dưới đây và cho biết trường hợpnào có tổng trực tiếp H  K ?a] H = < S >, K = < T > , S = { Y = [1,2,0,1], Z = [1,1,1,0] } và T = { E = [1,0,1,0], F = [1,3,0,1] }b] H = < S >, K = < T > , S = { Y = [1,2,1,0], Z = [2,1,0,1], U = [1,1,1,1], P = [1,1,1,1] } vàT = { E = [1,2,0,1], F = [2,1,3,1], G = [7,8,9,5] }.c] H = < S >, K = < T > , S = { Y = [1,1,1,1], Z = [1,1,1,1], U = [1,3,1,3] } vàT = { E = [1,2,0,2], F = [1,2,1,2], G = [3,1,3,1] }.d] H = < S >, S = { Y = [3,6,0,2], Z = [1,1,3,3], U = [2,3,2,4], E = [5,9,2,6] } vàK = { X  R4 / AX = O }.e] H = { X  R4 / BX = O } và K = { X  R4 / CX = O }.14/ Cho H, K  Rn . Đặt L = [ H  K ]  Rn .a] Chứng minh L  Rn  [ H  K hay K  H ] .b] Cho một ví dụ cụ thể mà trong đó L không phải là một không gian con của Rn.6CHƯƠNG V: ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH1/ R2, R3 và R4 có các cơ sở chính tắc lần lượt là A, B và C.a] Cho f[u,v,w] = [u2v+3w, vw+3u, 4w2u3v, 5u3v+5w] [u,v,w]  R3. Giải thích f  L[R3, R4]và viết [ f ]B,C . Tìm một cơ sở cho mỗi không gian Im[f] và Ker[f]. Khi nào Y = [x,y,z,t]  Im[f] ?b] Giải thích D = { 1 = [4,3], 2 = [3,2] } và E = { 1 = [1,2,2], 2 = [3,2,3], 3 = [2,3,3] } lần 1 3  4 1lượt là các cơ sở của R2 và R3. Xét g, h  L[R2, R3] có [ g ]A,B =  0 2  và [ h ]D,E =  2 5  . 2 1  3 0Tìm biểu thức của g và viết [ g ]D,B , [ g ]A,E và [ g ]D,E .c] Viết [ h ]D,B , [ h ]A,E và [ h ]A,B rồi suy ra biểu thức của h.2/ R2, R3 và R4 có các cơ sở chính tắc lần lượt là A, B và C.a] Cho f[u,v,w,t] = [2v+4wu3t, 2u+v2w+5t, 3u+4v+7t] [u,v,w,t]  R4. Giải thích f  L[R4, R3]và viết [ f ]C,B . Tìm một cơ sở cho mỗi không gian Im[f] và Ker[f]. Khi nào Y = [x,y,z]  Im[f] ?b] Giải thích D = { 1 = [5,2], 2 = [3,1] } và E = { 1 = [5,1,3], 2 = [3,1,2], 3 = [1,0,1] } lần lượt 1 1 2  3 0 5là các cơ sở của R2 và R3. Xét g,h  L[R3, R2] có [ g ]B,A = và [ h ]E,D =  2 3 0  1 2 1 Tìm biểu thức của g và viết [ g ]B,D , [ g ]E,A và [ g ]E,D .c] Viết [ h ]B,D , [ h ]E,A và [ h ]B,A rồi suy ra biểu thức của h.3/ R3 có cơ sở chính tắc là B.a] Cho f[u,v,w] = [u3w+3v, v+w+2u, 10u12w] [u,v,w]  R3. Giải thích f  L[R3] và viết [ f ]B .Tìm một cơ sở cho mỗi không gian Im[f] và Ker[f]. Khi nào Y = [x,y,z]  Im[f] ?b] Giải thích E = { 1 = [1,0,2], 2 = [2,2,1], 3 = [3,3,2] } là một cơ sở của R3. Xét g, h  L[R3] có 1 2 3 2 1 0 [ g ]B =  1 0 2  và [ h ]E =  3 2 1 . Tìm biểu thức của g và viết [ g ]E,B , [ g ]B,E và [ g ]E 2 1 1 0 3 1 c] Viết [ h ]B , [ h ]B,E và [ h ]E,B rồi suy ra biểu thức của h. Xác định các không gian Im[h] và Ker[h].4/ R3 có cơ sở chính tắc là B.a] Cho f[u,v,w] = [u+2w+3v, 4v+w+2u, 3u+7v+3w] [u,v,w]  R3. Giải thích f  L[R3] và viết [ f ]BTìm một cơ sở cho mỗi không gian Im[f] và Ker[f]. Khi nào Y = [x,y,z]  Im[f] ?b] Giải thích E = { 1 = [3,0,2], 2 = [4,1,3], 3 = [6,1,4] } là một cơ sở của R3. Xét g, h  L[R3] có 3 1 0  4 1 0 [ g ]B =  2 4 1  và [ h ]E =  2 3 2  . Tìm biểu thức của g và viết [ g ]E,B , [ g ]B,E và [ g ]E 2 1 3  1 0 3 c] Viết [ h ]B , [ h ]B,E và [ h ]E,B rồi suy ra biểu thức của h. Xác định các không gian Im[h] và Ker[h].5/ R3 và R4 có các cơ sở chính tắc lần lượt là B và C.a] Giải thích E = { 1 = [2,1,5], 2 = [1,0,1], 3 = [4,2,1] } là một cơ sở của R3.Tìm [  ]E nếu  = [u,v,w]  R3.b] Cho 1 = [2,3,1], 2 = [1,0,3] và 3 = [3,4,1]  R3.Tìm f  L[R3] thỏa f[j] = j  j = 1,2,3 [ dùng [  ]E hay [ f ]E,B ] .c] Cho 1 = [1,1,0,1], 2 = [2,1,3,0] và 3 = [3,0,4,1]  R4.Tìm g  L[R3, R4] thỏa g[j] = j  j = 1,2,3 [ dùng [  ]E hay [ g ]E,C ] .7GV LÊ VĂN HỢPCHƯƠNG IICÁC PHÉP TOÁN MA TRẬNMA TRẬN VUÔNG KHẢ NGHỊCHI. CÁC PHÉP TOÁN TRÊN MA TRẬN:1.1/ PHÉP CHUYỂN VỊ MA TRẬN:Cho A =  aij 1i m  Mm x n[R].1 j  nĐặt B = bij  1in  Mn x m[R] sao cho b ij = aji [1  i  n, 1  j  m], nghĩa là1 j  mma trận B được suy từ A bằng cách viết các dòng [hay cột] của A lần lượtthành các cột [hay dòng] của B.Ta nói B là ma trận chuyển vị của A và ký hiệu B = At [t = transposition].Để ý [At ] t = Bt = A. Nếu C  Mn[R] thì Ct  Mn[R].Ví dụ: 2 1 5  2 7 8 5 70 3 ta] A =  1 0 4 9   M3 x 4[R] có B = A = M4 x 3[R]. 8 4 2  5 3 2 6  5 9 6 Ta có b 13 = a31 = 5, b22 = a22 = 0 và b41 = a14 = 5. Để ý [At ] t = Bt = A. 9 2 5  9 7 4 tb] C =  7 8 1   M3[R] có D = C =  2 8 6   M3[R]. 4 5 1 3 6 3 Ta có d12 = c21 = 7, d33 = c33 = 3 và d23 = c32 = 6. Để ý [Ct ] t = Dt = C.1.2/ PHÉP NHÂN SỐ THỰC VỚI MA TRẬN:Cho A =  aij 1i m  Mm x n[R] và c  R. Đặt c.A =  caij 1i m  Mm x n[R].1 j  n1 j  nTa có 1.A = A, 0.A = Om x n , [1].A =  aij 1i m .1 j  nĐặt A = [1].A và gọi A là ma trận đối của A.Ví dụ: 2 7 8 5 4A =  1 0 4 9   M3 x 4[R] cóA=3 5 3 2 6  8 / 3 28 / 3 32 / 3 20 / 3  4 / 3016 / 312  . 20 / 348 / 38 11.3/ PHÉP CỘNG MA TRẬN:Cho A =  aij 1i m và B =  bij 1i m  Mm x n[R].1 j  n1 j  nĐặt A + B =  aij  bij 1i m và A  B = A + [B] =  aij  bij 1i m  Mm x n[R].1 j  n1 j  nVí dụ: 2 7 8 5  8 1 9 0 A =  1 0 4 9  và B =  3 6 2 7   M3 x 4[R]. 5 3 2 6  4 5 3 2  6 6 17 5  10 8 1 5 Ta có A + B =  2 6 6 16  và A  B =  4 6 2 2   M3 x 4[R]. 1 8 5 4  92 1 8 1.4/ TÍNH CHẤT: Cho A, B, C  Mm x n[R] và c, d  R. Khi đó:a] c.[d.A] = [c.d].A[c.A]t = c.At[A  B]t = At  Btb] Phép cộng ma trận giao hoán và kết hợp:B+A=A+B[A + B] + C = A + [B + C] = A + B + Cc] Om x n + A = A + O m x n = A[A] + A = A + [A] = O m x nd] [c + d].A = c.A + d.Ac.[A  B] = c.A  c.BVí dụ: Cho A, B  Mm x n[R]. Ta có[4A]t = 4At[5 + 8]A = 5A + 8A[7][6A] = [ [7]6 ]A = 42A[9][A + B] = [9]A + [9]B1.5/ TÍCH VÔ HƯỚNG CỦA DÒNG VỚI CỘT:Cho dòng U =  u1 u2 v1  v... un   M1 x n[R] và cột V =  2   Mn x 1[R].  vn nĐặt U.V = [u1v1 + u2v2 + … + unvn] =u vi ithì U.V R.i 1Ví dụ:7  0U =  3 8 6 9 2   M1 x 5[R] và V =  5   M5 x 1[R]. 1 4  Ta có U.V = [3]7 + 8.0 + [6][5] + 9.1 + 2[4] = 10  R.1.6/ PHÉP NHÂN MA TRẬN:Cho A =  aij 1i m  Mm x n[R] và B =  b jk 1 j n  Mn x p[R] thỏa điều kiện1 j  n1 k  p[số cột của A] = n = [số dòng của B].2Ta quan tâm m dòng A1 , A2 , ... , Am của A [mỗi dòng có n số hạng] vàquan tâm p cột B1 , B2 , ... , Bp của B [mỗi cột có n số hạng].Ta thực hiện phép nhân ma trận A Mm x n[R] với B  Mn x p[R] bằng cáchnhân vô hướng mỗi dòng của A với mỗi cột của B để được ma trận tíchC =  cik 1im  Mm x p[R] như sau:1 k  p A1  AC = A.B =  2   B1    Am B2 A1 B1A2 B1 Bp  =   Am B1với cik = [dòng Ai][cột Bk] =  ai1 ai 2A1 B2A1 B p  A2 B p =  cik 1im  Mm x p[R] 1 k  p Am Bp A2 B2Am B2 b1k  b... ain   2 k  = [ai1b1k + ai2b2k + … + ainb nk].    bnk nNhư vậy C = A.B = AB =  cik 1im với cik =1 k  pa bijjk[1  i  m, 1  k  p].j 1Ví dụ: 9 1 5  2 1 3 4 7 4 6  M4 x 3[R].Cho A =  5 0 6 2   M3 x 4[R] và B = 321 1 4 8 3 2 0 8 18 11 7 23  28 0 13  031 45 38 Ta có C = AB =  67 7 15  và D = BA = với51115 11 1 13  12 34 70 32 C  M3[R] và D  M4[R]. Như vậy AB  BA.1.7/ MA TRẬN ĐƠN VỊ:Ma trận đơn vị cấp n là ma trận vuông cấp n có dạng như sau:10In =  000  0 01  0 0   0  1 00  0 1 [tất cả các hệ số trên đường chéo chính đều bằng 1, bên ngoài đều bằng 0]Ví dụ:I1 = 11 0I2 = 0 11 0 0I3 =  0 1 0 0 0 110I4 = 000 0 01 0 0 0 1 00 0 131.8/ TÍNH CHẤT:Cho A  Mm x n[R], B, C  Mn x p[R], D  Mp x q[R] và c  R. Khi đó:a] [AB]D = A[BD] = ABD [phép nhân ma trận có tính kết hợp].b] [AB]t = BtAt và [cA]B = A[cB] = c[AB]c] A[B  C] = AB  AC và [B  C]D = BD  CD[phép nhân ma trận phân phối trái và phải với các phép cộng trừ ma trận].d] Ok x m A = Ok x n và AOn x k = Om x k .e] Im A = A và AIn = A.Ví dụ: 581Cho A =   M2 x 3[R]. 0 4 9 Ta có O5 x 2 A = O5 x 3 , AO3 x 8 = O2 x 8 , I2 A = A và AI3 = A.1.9/ GHI CHÚ:a] Phép nhân ma trận không giao hoán. Nếu AB và BA cùng xác định thìkhông nhất thiết BA = AB.Nếu AB = BA thì A và B là hai ma trận vuông có cùng kích thước.b] Có thể nhân liên tiếp nhiều ma trận nếu số cột của ma trận đi trước bằngsố dòng của ma trận đi sau.c] Có thể xảy ra khả năngA  Mm x n[R], B  Mn x p[R], A  O  B nhưng AB = Om x p.Ví dụ:a] Trong Ví dụ của [1.7], C = AB  D = BA vì C  M3[R] và D  M4[R].b] Cho A  M3 x 7[R], B  M7 x 4[R], C  M4 x 1[R] và D  M1 x 8[R].Đặt E = ABCD thì E  M3 x 8[R]. 1 1 c] Cho A =  4 4   O3 x 2 và B = 0 0 2 0 3  2 0 3   O2 x 3 nhưng AB = O3 .II. CÁC PHÉP TOÁN TRÊN MA TRẬN VUÔNG:2.1/ PHÉP NHÂN VÀ LŨY THỪA: Cho A, B  Mn[R].a] Ta có AB  M n[R], BA  M n[R] và không nhất thiết AB = BA.b] Đặt A0 = In , A1 = A, A2 = AA, … , Ak + 1 = AAk k  N.Ta có Ta có Ak  Mn[R]  k  N.Ví dụ: 3 1  4a] Cho H =  và K =  5 5 2  17 25 6 M2[R].7  18Ta có HK =   M2[R], KH =  20 30 44 8  M2[R] và HK  KH.9 4 1 2  M2[R]. Tính Ak k  N.1b] Cho A = 0 1 2 , A2 = AA =1 Ta có A1 = A = 0 1 4  1 6 32 0 1  và A = AA =  0 1  . 1 2 k k  N và kiểm chứng dễ dàng bằng phép qui nạp.1 Dự đoán Ak = 02.2/ TÍNH CHẤT: Cho A  Mn[R].a] Onk  On và I nk  I n k nguyên  1.b] ArAs = Ar + s và [Ar]s = Ars r, s  N.c] OnA = AOn = On và InA = AIn = A.d] Có thể xảy ra khả năng [A  On và r nguyên  2 thỏa Ar = On].Ví dụ:a] On2000  On và I n3000  I n .b] A  Mn[R], A9A16 = A9 + 16 = A25 và [A9] 16 = A9 x 16 = A144 . 0 2 3  0 0 10 2c] A =  0 0 5   M3[R] và A  O3. Ta có A =  0 0 0   O3 = A3.0 0 0 0 0 0 2.3/ CÁC MA TRẬN VUÔNG ĐẶC BIỆT:Cho A = [aij]1  i, j  n  M n[R].Đường chéo [chính] của A bao gồm các hệ số aii [1  i  n].a] A là ma trận [đường] chéo nếu các hệ số ở ngoài đường chéo đều bằng 0và các hệ số của đường chéo thì tùy ý [nghĩa là aij = 0 khi 1  i  j  n].b] A là ma trận tam giác trên nếu các hệ số ở phía dưới đường chéo đều bằng0 và các hệ số khác thì tùy ý [nghĩa là aij = 0 khi 1  j < i  n].c] A là ma trận tam giác dưới nếu các hệ số ở phía trên đường chéo đều bằng0 và các hệ số khác thì tùy ý [nghĩa là aij = 0 khi 1  i < j  n].d] A là ma trận tam giác trên ngặt nếu A là ma trận tam giác trên có đườngchéo gồm toàn các hệ số bằng 0 [nghĩa là aij = 0 khi 1  j  i  n].e] A là ma trận tam giác dưới ngặt nếu A là ma trận tam giác dưới có đườngchéo gồm toàn các hệ số bằng 0 [nghĩa là aij = 0 khi 1  i  j  n].Ví dụ: Các ma trận dạng đặc biệt [ma trận đường chéo, tam giác trên, tam giácdưới, tam giác trên ngặt và tam giác dưới ngặt] : 3*0A= 0000*20000*00 0 0 7*  4* 20 1*B= 0 0 0 05 8 3 9*7 0 6* 0 1* 00*2 00C=  7 3 8*0 9 60005* 5 0*0D=0020*00 0* 0 09 0* 0E= 2 5 0* 0 6 19 5 8 3 0* 4 0 0* 0000* 2.4/ MỆNH ĐỀ:a] Tổng, hiệu, tích và lũy thừa nguyên dương các ma trận đường chéo cũng làma trận đường chéo. Các phép toán thực hiện tự nhiên trên đường chéo.b] Tổng, hiệu, tích và lũy thừa nguyên dương các ma trận tam giác cùng loạicũng là ma trận tam giác cùng loại.Ví dụ:5 0 0A =  0 2 0  ,0 0 4 3 0 0 B =  0 7 0  , 0 0 62 0 0 Ta có A + B =  0 5 0  , 0 0 10 10A 510=0 00[2]100 1 3 0 C =  0 8 4  0 0 2 8 0 0 A  B =  0 9 0  , 0 0 2 0 0 ,410  1 6 1 C + D =  0 17 8  , 0 0 2  2 30 11CD =  0 72 32  000 và 2 3 1 D =  0 9 4  . 0 0 00 15 0AB =  0 14 0  00 24  3 0 1 C  D =  0 1 0  0 0 2  1 219 84 C =  0 512 208 008 3và2.5/ MỆNH ĐỀ: Cho A, B  Mn[R] thỏa AB = BA. Khi đócác hằng đẳng thức trong R vẫn có hiệu lực đối với A và B.k  2, [AB]k = AkBk,[A + B]k =kikiC A Bk ivài 0Ak  Bk = [A  B][Ak1 + Ak2B + … + ABk2 + Bk1 ]Ví dụ: Cho A, B  Mn[R] thỏa AB = BA. Khi đó[AB]4 = ABABABAB = AAAABBBB =A4B4A5 + B5 = A5  [B]5 = [A + B][A4  A3B + A2B2  AB3 + B4][4A  5In]3 = [4A]3  3[4A]2[5In] + 3[4A] [5In]2  [5In]3= 64A3  240A2 + 300A  125In2.6/ GHI CHÚ: Nếu A, B  Mn[R] thỏa AB  BA thì các hằng đẳng thức trongR không thể áp dụng cho A và B. Các phép tính phải dùng định nghĩa.6Ví dụ: Cho A, B  Mn[R] thỏa AB  BA. Ta có[A + B][A  B] = A2  AB + BA  B2  A2  B2 vì [ AB + BA]  On .[A  B]2 = [A  B] [A  B] = A2  AB  BA + B2  A2  2AB + B2 vì[ AB  BA]   2ABIII. SỰ KHẢ NGHỊCH CỦA MA TRẬN VUÔNG:3.1/ VẤN ĐỀ:a] A  Mn[R], ta có InA = AIn = A.b] Cho trước A  Mn[R]. Có hay không A’ M n[R] thỏa A’A = AA’ = In ?Nếu có thì A’ được xác định ra sao ?Khi n = 1, ta trả lời dễ dàng câu hỏi trên: nếu a = 0  R = M1[R] thì không cóa’ R thỏa a’a = aa’ = 1 và ta nói a = 0 là số không khả nghịch.Nếu a  R \{ 0} thì có a’ = a1 R = M1[R] thỏa a’a = aa’ = 1 và ta nói a làsố khả nghịch cũng như ký hiệu a1 = a’ là số nghịch đảo của số a.Ta sẽ đưa ra câu trả lời cho câu hỏi trên khi n  2.3.2/ ĐỊNH NGHĨA: Cho A  M n[R].a] Ta nói A là ma trận khả nghịch nếu có A’ Mn[R] thỏa A’A = AA’ = In.b] A’[nếu có] thì duy nhất và lúc đó ta ký hiệu A’ = A1 là ma trân nghịch đảocủa ma trận A.c] Nếu A khả nghịch [có A1] thì ta định nghĩa thêm các lũy thừa nguyên âm choA như sau: A2 = [A1]2, A3 = [A1]3, … , Ak = [A1]k k nguyên  2.Ta có Am  M n[R] m  Z. Hơn nữa ArAs = Ar + s, [Ar]s = Ars r, s  Z.Ví dụ: 3 4 6 1 2 2Cho A =  0 1 1  và B =  2 0 3   M3[R]. 2 3 4  2 1 3Ta có AB = BA = I3. Do đó A khả nghịch và A1 = B. Tương tự B khả nghịchvà B1 = A. Hơn nữa Ak = [A1]k = Bk k nguyên  2 và Am  M3[R] m  Z.Ta có A7A12 = A7 + [12] = A5 và [A7] 12 = A7[12] = A84 .3.3/ ĐỊNH LÝ: [nhận diện ma trận khả nghịch]Cho A  M n[R]. Ta xác định được SA, RA và r[A]  n.Các phát biểu sau đây là tương đương với nhau:a] A khả nghịch.b] SA có các hệ số trên đường chéo đều  0.c] RA = In.d] r[A] = n.3.4/ HỆ QUẢ: [nhận diện ma trận không khả nghịch]Cho A  M n[R]. Ta xác định được SA, RA và r[A]  n.Các phát biểu sau đây là tương đương với nhau:a] A không khả nghịch.b] SA có ít nhất một hệ số 0 trên đường chéo.c] RA  In.d] r[A] < n.7Ví dụ: 3 1 4  3 4 6Cho A =  3 0 2  và B =  5 2 16   M3[R]. 2 2 1  2 1 1 1*A 0031 2   SA =4 5 11*0011*01* 03 2    0 1*0 013* 5 2   RA =13 1* 0 0 * 0 1 0  = I3 0 0 1* Bảng 1: [2]  [2] + [1], [1]  [1]  [3], [3]  [3]  2[1].Bảng 2: [3]  [3]  4[2]. Bảng 3: [1]  [1] + [2], [2]   [2].Bảng 4: [3]  131[3], [1]  [1]  5[3], [2]  [2] + 2[3].1* 31* 37 B   0 17 51   SB =  0 17* 0 5 15 0 01* 0751  RB =  0 1*0 00 2 3   I30 Bảng 1: [1]  [1]  [3], [2]  [2] + 5[1], [3]  [3]  2[1].Bảng 2: [3]  [3] + [5/17][2]. Bảng 3: [2]  171[2], [1]  [1]  3[2].Ta thấy A khả nghịch [để ý các hệ số trên đường chéo của SA đều  0, RA = I3và r[A] = 3] và B không khả nghịch [để ý có hệ số = 0 trên đường chéo của SB,RB  I3 và r[B] = 2 < 3].3.5/ ĐỊNH LÝ: [tìm ma trận nghịch đảo cho ma trận khả nghịch]Cho A khả nghịch  Mn[R] [nghĩa là RA = In].Nếu các phép biến đổi sơ cấp trên dòng 1, 2, … , k biến A thành RA = Inthì chính các phép biến đổi đó, theo đúng thứ tự, sẽ biến In thành A1.Cụ thể như sau:Nếu A  A1  A2  …  Ak = RA = In [dùng các phép biến đổi 1, 2, … , k ]thì In  B1  B2  …  Bk = A1 [cũng dùng các phép biến đổi 1, 2, … , k ]3.6/ PHƯƠNG PHÁP GAUSS – JORDAN TÌM MA TRẬN NGHỊCH ĐẢO:Cho A  Mn[R]. Ta thường kiểm tra A khả nghịch và tìm A1 cùng một lúctheo sơ đồ sau [phương pháp Gauss – Jordan]:[A | In]  [A1 | B1]  [A2 | B2]  …  [Ak | Bk] trong đó Ak = RA.[dùng các phép biến đổi sơ cấp trên dòng 1, 2, … , k biến A thành RA]Nếu RA  In thì A không khả nghịch.Nếu RA = In thì A khả nghịch và A1 = Bk.Ví dụ:Xét tính khả nghịch và tìm ma trận nghịch đảo [nếu có] của các ma trận sau:4 1 2B =  2 3 11 và A = 3 5 15  3 4 9 2 1 2   M [R].3 7 1 4 8

Video liên quan

Chủ Đề