a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とするとき
(1) a,bが一次独立となるための必要十分条件を求めよ。
(2) a,bが一次独立であるとき任意のx=(x1,x2)
(x1,x2∈R)はa,bの1次結合で一意的に表されることを示せ。
★希望★完全解答★
a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とするとき
(1) a,bが一次独立となるための必要十分条件を求めよ。
(2) a,bが一次独立であるとき任意のx=(x1,x2)
(x1,x2∈R)はa,bの1次結合で一意的に表されることを示せ。
★希望★完全解答★
(1)a,bは0ベクトルでなく、aとbは平行でない
(2)xが2通りで表せたとする。
x=pa+qb=p'a+q'b
すると、
(p-p')a+(q-q')b=0より
p-p'=0,q-q'=0 (∵a,bが一次独立)
すなわち、p=p' , q=q'
質問<2911>と同じなのですが
a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とするとき
(1) a,bが一次独立となるための必要十分条件を求めよ。
の解答が「a,bは0ベクトルでなく、aとbは平行でない」というのは理解できたの
ですが、a1,a2,b1,b2に関わる式で書くことが思いつきません
何方か丁寧に教えてください
a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とする。
「a,bは0ベクトルでなく、aとbは平行でない」
aとbは平行でないを考える代わりに、aとbは平行であるを考える。
a=kbとなる実数kが存在すること
よって、(a1,a2)=k(b1,b1)
a1=k*b1 , a2=k*b2
第1式にb2、第2式にa1を掛けて辺々引くと
a1*b2-a2*b1=0を得る。
以上から、a\(1^{2}\)+a\(2^{2}\)≠0かつb\(1^{2}\)+b2≠0
かつa1*b2-a2*b1≠0
UnderBirdさん、ありがとうございました
(2) a,bが一次独立であるとき任意のx=(x1,x2)
(x1,x2∈R)はa,bの1次結合で一意的に表されることを示せ。
の解答で
(2)xが2通りで表せたとする。
x=pa+qb=p'a+q'b
すると、
(p-p')a+(q-q')b=0より
p-p'=0,q-q'=0 (∵a,bが一次独立)
すなわち、p=p' , q=q'
とありますが、何となくは理解できるのですがイマイチわからない箇所も
あるので、申し訳ありませんが詳しく解説をいれてお願いしたいのですが
a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とするとき
a,bが一次独立となるための必要十分条件
⇔「a,bは0ベクトルでなく、aとbは平行でない」
⇔a\(1^{2}\)+a\(2^{2}\)≠0 かつ b\(1^{2}\)+b\(2^{2}\)≠0 かつ a1*b2-a2*b1≠0でした。
これは、a,bとも零ベクトルでなく、
aはbの実数倍ではない。すなわちa=kbとなる実数kは存在しない。
(2つのベクトルは平行でない)
ということでした。
ここで、次の命題を証明します。
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
a,bが一次独立(もちろんどちらも零ベクトルでない)なベクトルである
ならば、
p*a+q*b=0のとき(ただしp,qは実数)、p=q=0である。
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
「証明」背理法で示す
p,qの少なくとも1つは零でないと仮定する。仮にp≠0とすれば
p*a+q*b=0よりa=(\(\frac{q}{p}\))bとなるが、
これはベクトルaがベクトルbの実数倍であることを示す。
(すなわちaとbが平行)
よって、a,bが一次独立であることに矛盾する。
同様にq≠の場合も同様である。
以上のことから、命題は証明された。
そのような命題を利用したので
>(p-p')a+(q-q')b=0より
>p-p'=0,q-q'=0 (∵a,bが一次独立)
となっています。また、前回の全体の証明の流れとして
一意的にあらわされることをいうのに、敢えて二通りであらわされたと仮定し、
結局その二通りとおいたものがまったく同じであった。よって一意的である。
というものです。いかがですか?
a=(a1,a2),b=(b1,b2) (a1,a2,b1,b2∈R)とするとき
(1) a,bが一次独立となるための必要十分条件を求めよ。
にて
「a=kbとなる実数kが存在する」…※
「a1b2=a2b1」…※’
※⇒※’の証明はできましたが、※’⇒※ができません
どのようにすればよろしいのでしょうか
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