電気通信大学 情報理工学研究科 情報学専攻 2024年8月実施 必須問題 線形代数
Author
祭音Myyura (co-authored with GPT 5.6 SOL)
Description
c∈R とし、
A=371−5−12−223−1,B=−20−233+c319−c2−8+c2
とする。線形写像 f(x)=Ax、g(x)=Bx について答えよ。
- A の第 i 列を ai とする。a3 を a1,a2 の一次結合で表し、dimImf を求めよ。
- dimkerg=0 となる c の条件を求めよ。
- dim(Imf∩kerg)=0 となる c の条件を求めよ。
题目描述
给出两个含参数矩阵所定义的三维线性映射,求列向量的线性关系与像空间维数,并分别判断核非平凡以及像空间与核有非零交集时参数的取值。
Kai
(1)
直接計算すると
a3=9a1+5a2.
a1,a2 は一次独立であるから
dimImf=2.
(2)
detB=−2(c−3)(c+3)2.
よって
dimkerg=0⟺c=±3.
(3)
Imf=span{a1,a2} である。したがって、ある (s,t)=(0,0) に対して
B(sa1+ta2)=0
となる条件を求めればよい。B(a1,a2) の三つの 2 次小行列式は
4(c+3)(c−2),−4(c−3)(c+3),−2(c+3)(c2+2c−13)
である。これらが同時に 0 となるのは c=−3 のときだけである。実際、c=−3 では
7a1+4a2=(1,1,−1)T∈kerg.
ゆえに
dim(Imf∩kerg)=0⟺c=−3.