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(線形代数)基底の延長

A=(2 -1 -1 1,-1 2 -1 2, -1 -1 2 -3)の行列がある。それに対してR^4からR^3について、 a)像の基底と、それを延長したR^3の基底を求めよ。 b)核の基底と、それを延長したR^3の基底を求めよ。 求めたところ、像の基底は(2 -1 -1)(-1 2 -1) (3 1 1 0)核の基底は(-2/3 -1/3 0 1)と分かったが、基底の延長の仕方を教えてくださいませんか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.6

n 次元ベクトル空間中の、r 次元部分空間の 基底が与えられているとき、それを n 次元空間の基底へ延長するには… 一番簡単な方法は、何でもいいから n 次元ベクトルを n-r 個もってきてみること。 それを r 次元空間の基底と並べて 成分表示すれば、n 次正方行列ができる。 その行列の det が 0 でなければ、まんまと成功。 n-r 本をランダムに選べば、そうなる確率が高い。 運悪く det が 0 であったら、 n-r 本を選ぶところからやり直し。 何回かやれば、そのうち上手くいく。

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その他の回答 (5)

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.5

質問文中の答えのオカシイところ: ・像は3次元空間の部分空間なのに、  基底として4次元ベクトルを挙げている。 ・しかも、rank A = 2 なのに、  基底ベクトルを3本にしている。 ・核の基底も、ベクトルの数が正しくない。  核は 4 - rank A 次元。 像の基底を挙げるには、A の列ベクトルの中から 一次独立な rank A 本の組を選ぶ。 核の基底を挙げるには、Ax=0 を解く。 この連立一次方程式は不定方程式であり、 一般解は 4 - rank A 個の自由変数を含む。 その自由変数の係数を列ベクトルとして 取り出したものが、核の基底。 まずは、ここまでを再考のこと。

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noname#152422
noname#152422
回答No.4

それもあるけど、「求めたところ、・・」以下がおかしいでしょ。

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noname#152422
noname#152422
回答No.3

1番ですけど、つまり質問文の後半はおかしいといってるわけですが。

kawaisoonano
質問者

お礼

a)像の基底と、それを延長したR^3の基底を求めよ。 b)核の基底と、それを延長したR^4の基底を求めよ。

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  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.2

「基底の延長」とは, どのような操作のことですか?

kawaisoonano
質問者

お礼

次元の拡張かな?定義としては、v次元の行列からn次元の行列への延長はa1+a2+.......+an. (aは行列の各成分成分)。行列の延長定理の証明は結構本に載っていますが、数値を使った例は見つけていません~TT

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noname#152422
noname#152422
回答No.1

Aのランクが2のようですが。

kawaisoonano
質問者

お礼

ランク2ですね。できれば、基底の延長の仕方を教えてください

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