a1,a2,b1,b2,c1,c2を任意の実数とするとき、ベクトルa=(a1,a2),ベクトルb=(b1,b2),ベクトルc=(c1,c2)は1次独立でないことを示せ。 応用問題で出された宿題なのですが全くわからないので教えてください。よろしくお願いします。
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17297.Re: 1次独立 |
| 名前:えいぶ 日付:9月21日(火) 17時57分 |
2次元内の3つのベクトルなので一次独立でないことはほとんど自明ですが… 一次独立でないことを示すには1つのベクトルが他の二つの定数倍の和で表せればOKでしたよね? 定数をp,qとして p×a1+q×b1=c1 p×a2+q×b2=c2 が成り立てばよく、p,qを求めると…
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17298.Re: 1次独立 |
| 名前:コロンブス 日付:9月21日(火) 19時23分 |
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ありがとうございます。すみませんが具体的に計算などで教えていただければ非常にありがたいのですが。もうわからなくて困っています。どうかよろしくお願いします。
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17302.Re: 1次独立 |
| 名前:ひで 日付:9月21日(火) 22時9分 |
えいぶさん> 確かに定数倍の和ですが、えいぶさんの連立方程式だと、例えば a=(1,2),b=(2,4),c=(0,1) の場合があてはまりません。a,b,cは任意ですから…。あくまで一次独立でないことの証明は pa+qb+rc=0のとき(p,q,r)=(0,0,0)でない実数の組(p,q,r)の存在 ですよ。証明してみましたが、この問題だと私の証明、かなり場合分けして面倒です。。。
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17303.Re: 1次独立 |
| 名前:arc 日付:9月21日(火) 23時49分 |
●まず、1次独立とは・・・ 【いくつかのベクトルを何倍かしたものを足し合わせたものを、それらのベクトルの線形結合(1次結合)という。】 【与えられた幾つかのベクトルが、互いに他のベクトルの線形結合(1次結合)では表せないとき、これらは線形独立(1次独立)であるという。】 【また、線形独立でないことを線形従属(1次従属)という。】
●2つの平面ベクトル(p↑),(q↑)に関して、(p↑),(q↑)が零ベクトルでなく、互いに平行でない時、 (p↑),(q↑)は互いに1次結合で表せないので、これらは1次独立であると言える。 仮に(p↑)が零ベクトルであれば、(p↑)=m(q↑)という式に於いて、(m=0)の時に(p↑)は(q↑)の1次結合となるので、 これらは1次独立でない(=1次従属である)と言える。 (p↑),(q↑)が互いに平行であれば、(p↑)=m(q↑)という式において、式を満たす実数mが存在する事になり、 (p↑)は(q↑)の1次結合となるので、これらは1次独立でない(=1次従属である)と言える。
●3つの平面ベクトル(a↑),(b↑),(c↑)に関して、仮に(a↑)が零ベクトルであれば、 (a↑)=m(b↑)=m(c↑)という式に於いて、(m=0)の時に(以下略、上記と同様) また、(a↑),(b↑)の二つのベクトルが零ベクトルであっても、(a↑)=(b↑)=m(c↑)という式に於いて、 (m=0)の時に(以下略) :他の二つのベクトルに関しても同様。 次に、(a↑),(b↑)が平行であった場合、(p↑),(q↑)と同様に、1次従属となる。 :他の二つのベクトルに関しても同様。
ここで、(a↑),(b↑),(c↑)がそれぞれ零ベクトルでなく平行でない時、 それぞれの成分{ベクトルa=(a1,a2),ベクトルb=(b1,b2),ベクトルc=(c1,c2)}について、 (a↑)を(b↑),(c↑)の1次結合で表すことを考えると、(a1)=m(b1)+n(c1) かつ (a2)=m(b2)+n(c2) を満たす実数m,nが存在することになる。 ∵{a1,a2,b1,b2,c1,c2}は任意の実数より、{Am+Bn=C , Xm+Yn=Z}(A,B,C,X,Y,Zは定数)の連立方程式を解くことと同様なので。 (b↑)を(a↑),(c↑)の1次結合で表すこと、(c↑)を(a↑),(b↑)の1次結合で表すこと。も同様。 故に、平面ベクトル範囲では任意の3つのベクトル(a↑),(b↑),(c↑)が互いに1次独立であることはない。と言える。
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17304.基底の入替え |
| 名前:ころっさす 日付:9月21日(火) 23時53分 |
e1=(1,0),e2=(0,1) のとき,任意の実数 x,y に対して (x,y)=xe1+ye2 となることに注意すると,次のように示せます.
a,b,c が一次独立ならば,a≠(0,0) ゆえ a=a1e1+a2e2,a1≠0 としても一般性を欠かず e1=x1a+x2e2 なる実数 x1,x2 が存在するので b=y1a+y2e2 なる実数 y1,y2 が存在します.ここで,a,b は一次独立ゆえ,y2≠0 となり e2=z1a+z2b なる実数 z1,z2 が存在するので c=w1a+w2b なる実数 w1,w2 が存在して,a,b,c が一次従属となり,不合理です.
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