• ベストアンサー

一次変換 線形変換

行列 A= 1 -4    4 1 で表される線形変換がありその変換で 円 x^2+y^2=1はどのような図形に写されるか求める問題で、 (x')=(1 -4 )(cost) (y')=(4  1 )(sint) より (x')^2+(y')^2=17 よって x^2+y^2=17と解答ではそうなっています。 costやsintはどこから来たのでしょうか? Aが直交行列だからなのですか? もうひとつ B=1 -2   -2 4 の場合の答えを教えてください。 Aのようには解けないので困ってます。

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.3

cosθ, sinθ については、A No.1 にある通り。 これは、x^2 + y^2 = 1 のパラメータ表示です。 A での変換は、A に逆行列があることから、 転置(x',y') = A 転置(x,y) を (x,y) = (A^-1) 転置(x',y') と変形して、 x^2 + y^2 = 1 ヘ代入してもいいけどね。 B での変換は、非可逆なので、パラメータ表示が 真価を発揮する所だけれど、A No.1 は 残念ながら、間違い。 像は、直線ではなく、線分です。 cos(t) - 2 sin(t) の値域を、求めてみて。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (4)

回答No.5

NO.4です。 Bが正則でないことを見落としてました。 申し訳ない。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
回答No.4

この問題を解く前に、陰関数表示とパラメトリック表示を 習っていると思いますので、復習しておきましょう。 cos(t)やsin(t) はもちろん、線形変換の式の形から明瞭なように x=cos(t), y=sin(t) から来ています。これは円(x^2+y^2=1)のパラメトリック表示です。 Bの逆行列がわかれば cos(t)とsin(t) は x', y' で表すことが できます。それを恒等式 cos(t)^2 + sin(t)^2=1 に入れれば よいと思います。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.2

>costやsintはどこから来たのでしょうか? >Aが直交行列だからなのですか? 違います。 円:x^2+y^2=1…(1)の円周上の任意点(x,y)の座標は (x,y)=(cos(t),sin(t)) だからです。これを列ベクトルにして, 線形変換行列Aを掛ければ、(1)で表される円の線形変換後の曲線上の対応する点の座標(x,y)が得られるということです。 線形変換の行列Bに対しては [x] [y] = [ 1,-2][cos(t)] [-2, 4][sin(t)] = [ cos(t) -2sin(t)] [-2cos(t)+4sin(t)] 線形変換後の対応点の座標(x,y)は行列を座標に直せば x=cos(t) -2sin(t) y=-2cos(t)+4sin(t) 2式から 2x+y=0 …(2) 従って円(1)を行列Bによる線形変換により直線(2)に写像されます。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • B-juggler
  • ベストアンサー率30% (488/1596)
回答No.1

えっと、どうしたものかねぇ。高校じゃないと思うけれど。 高校でここまでやるかな? 高校生なら、仕方ないかな。大学生だと、危機感は持ってくれるかな? 全く意味がわかっていないようなから。 二次元の線形変換でしかないから、冷静に見てくれればいいけれど。 元々の形は、どんなだった? それ考えたら、 cost も sint もあっさり分かるはずなんだけれど。 原点を中心として、半径1の円周上の点。 これを変換すればいいね? x座標に該当するものは、cost  (いま、tの定義がされていないから、丸投げっぽいんだよ?)でいけないことがあるか? おなじく、y座標に該当するものを sint と表してはいけないか? これだけでしかないんだよ? 直行行列は関係ないよ。 Bの場合は、元の図形が分からないから答えようが無い。 同じ図形ならば、同じことをやればそれでよろしい。 (=^. .^=) m(_ _)m (=^. .^=)

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 高校数学(行列、線形変換)

    数学で線形代数を勉強しているのですが 下記の問題の解き方がわかりません。 考え方、式の過程を詳しく教えてください。 (二次の正方行列を[a1 : a2 / b1 : b2]と表してます) 1.行列[2 : 1 / 0 : -1]の表す線形変換によって 方程式4x^2 + 4xy + 2y^2 = 1 で表される図形は どのような図形に移されるか? (答えは 円x^2 + y^2 = 1) P'=f(P)=APで求めようとしましたが方程式4x^2 + 4xy + 2y^2 = 1 の処理が難しくて解けません。 2.原点Oと点A(3 , 4)があるとき、Oを中心とし、 Aを1つの頂点とする正八角形の各頂点の座標を求めよ。 (答えは ±(3 , 4) ±(-4 , 3) ±((1/√2) (-1, 7) ±((1/√2) (7 , 1) ) 考え方からよくわかりません。 特に考え方を教えてほしいです。

  • 線形変換の問題です

    線形代数の線形変換の問題です  行列       cosπ/4  -sinπ/4   0    sinπ/4   cosπ/4   0       0        0        1        (3行3列の行列の意味です。かっこが省略されています)                      で表される空間内の線形変換によって次の図形はどのような図形に移されるか。 (1) 直線 x / √2 =y / 3√2= z (2) 平面 x + y + z = 1 解答は(1)は 直線 x / -2 = y / 4 = 1 (2)は 平面 √2y + z = 1 となっていますが、どのように計算をするのか分りません。 分りやすく教えてください。

  • 線形代数>線形変換>表現行列

    【問題】  次のR^3→R^3の写像が線形変換かどうか調べよ。もし線形変換ならば、その表現行列も示せ。   x       x+y+z  ( y ) |→ ( 0 )   z       xyz  /* ----------------------------------------------------------------------- */ と言う問題です。 解答例として以下のように挙げられているのですが、解らない部分があります。 /* ----------------------------------------------------------------------- */ 【解答例】   x      x+y+z  f( y ) = (  0  )  とおく。   z       xyz      0      1        1      1+2+1     4 f(( 1 ) + ( 1 )) = f( 2 ) = (  0  ) = ( 0 )    1      0        1      1*2*1     2   0       1      0+1+1     1+1+0     4 f( 1 ) + f( 1 ) = (  0  ) + (  0  ) = ( 0 )   1       0      0*1*1     1*1*0     0 なので、    0      1        0       1 f(( 1 ) + ( 1 )) ≠ f( 1 ) + f( 1 )    1      0        1       0 よって写像の線形性を満たさないので線形変換ではない。・・・(答) /* ----------------------------------------------------------------------- */ 上記解答例の   0         1 ( 1 ) および ( 1 ) はどこからくるのですか?   1         0 あとの部分は解ります。宜しくお願いします。

  • 線形変換の問題です

    線形変換を習っていますが、次の問題がまったく分りません。 どのように考え解答すればいいのでしょうか? お分かりになる方がいらっしゃいましたら教えてください。 問題 行列Aの表す平面上の線形変換 f によって、△OPQが△OP’Q’に     移されるとする。|A|>0のとき、三角形の面積について次の等式     が成り立つことを証明せよ。        △OP’Q’ = |A|△OPQ ヒントには  P(x1, y1), Q(x2, y2)とおくと         △OPQ=1/2|x1y2 - x2y1| である ということが書いてあります。 でもこれをどうに使うのか分りません。 分りやすく教えてください。お願いします。

  • 線形代数の線形変換などに関する問題を教えて下さい

    線形変換に関する問題なのですが、わからなくて困っています。全部で三問です。 回答お願いします。 1) 次の行列を表現行列とする線形変換について平面全体の像を求めよ i (11) ii (31) (12) (a2)         二行二列の行列です 2)線形変換fにより平面上のすべての点がy=x上の点にうつるとき、fの表現行列の条件を求めよ (3)fの表現行列が(a -1) のとき直線l: x+y=1の像がl上の点となるような定数aを求めよ。          (3 2) 是非回答お願いします。

  • 線形変換

    平面P;x-y+z+1=0 直線L;2(x-1)=-y=-z 平面を張る二つの線形独立なベクトルをa,b 直線を張るベクトルをcとし 任意の点を直線Lと平行に平面P上へ射影する線形変換をあらわす行列Aを求める問題で 解説では Aa=a,Ab=b,Ac=0 A(a b c)=(a b 0) …と求めています。 Aa=a,Ab=b,Ac=0となるのがよくわかりません。 教えてください。

  • 線形変換について

    3次元ベクトルa,bがあたえられたとする。この時ベクトルXに対して (a,x)bを対応させる変換は線形変換か?線形変換である場合は、その変換に対応する行列を答えよ。ただしaベクトル=上から(1,-1,1)の行ベクトル、bベクトル=上から(2,-3,1)です。この問題がよくわかりません。 まず(a,x)bの部分は内積なのでaxbというふうになってベクトルxは定められてないので単位ベクトルe1,e2,e3をつかって x=Ae1+Be2+Ce3のようにしてから求めるんでしょうか? 問題がよくわかりません。

  • 線形変換(随伴変換)に関する質問です

    「線形空間Vのひとつの基底E=<e[1],e[2],・・・e[n]>を選べば、 VからK^nへの同型写像ψが決まるから、この意味で、基底(E;ψ)と言うことにする。 Vをユニタリ空間、TをVの線形変換とし、ある正規直交基底に関するTの行列をAとする。この基底に関して、 Aの随伴行列A^*によって表現されるVの線形変換をTの随伴変換と言い、T^*で表す。 T^*は、Vの任意の二元x,yに対して内積に関する等式 [T^*(x),y]=[x,T(y)]・・・※ が成立することで特徴づけられる。 実際、この基底を(E;ψ)とすれば [A^*(ψ(x)),ψ(y)]=[ψ(x),A(ψ(y))]より※が成立。」 という記述が教科書にあったのですが、 ※の成立を示すのに [A^*(ψ(x)),ψ(y)]=[ψ(x),A(ψ(y))]を示している理由を 私は [T^*(x),y]=[ψ^(-1)(A^*(ψ(x)),ψ^(-1)(ψ(x))] 今、ψ^(-1)は計量同型写像であるから [ψ^(-1)(A^*(ψ(x)),ψ^(-1)(ψ(x))]=[A^*(ψ(x)),ψ(y)] 同様に [x,T(y)]=[ψ(x),A(ψ(y))]なので 結局、※は[A^*(ψ(x)),ψ(y)]=[ψ(x),A(ψ(y))]に帰着される・・。 と考えたのですが、これであっていますか? ψが計量同型写像だからそのい逆写像も計量同型写像であるので [ψ^(-1)(a),ψ^(-1)(b)]=[a,b]である というのを使っているのかな?と思ったのですが。 どなたか詳しい方、添削よろしくお願い致します。 ※[,]は内積、ψ^(-1)はψの逆写像の意です。

  • 線形変換と表現行列

    少し長いですが、線形変換と表現行列についてです。 ------------------------------------------------ 平面のベクトル全体を V^2 として、V^2 の元a を、座標系Γに関して、方程式 g: 2x-3y+1=0, h: x+2y-3=0 で、gに沿ってhに平行射影する V^2 の線形変換Tの、Γの基本ベクトル{e1, e2}に関する行列(表現行列?)を求めよ --------------------------------------------------- という問題にて、 g の方向ベクトル a1=(3, 2) h の方向ベクトル a2=(-2, 1) として、 λa1 + μa2 = e1  ・・・(*) λ'a1 + μ'a2 = e2 ・・・(**) を解いて得た、μ, μ'を使って [ μa2 μ'a2 ] が求める行列だから・・・ と解説に書いてあるのですが、何故(*), (**) の式を立てるのかがわかりません。 線形変換である点と、自然基底である点から、 座標系Γの点 X=(x1, x2)を条件にしたがって平行射影し、h上にのっかた点を Y=(y1, y2)として Y = AX となるような線形変換のAを求めればいいのかな?なんて思っていたのですが・・・。 (表現行列は、基底が自然基底で、同じ線形部分空間への写像であれば、そういう風に求められるということが書いてあった気がしたので・・・) 第一、なんで直線h の切片 情報が使われていないかがわかりません^^; 問題をかなり変に解釈してしまっているのだと思いますが、これはどういうことなのでしょうか。 アドバイスをお願いします。

  • 線形代数の1次変換について

    行列P1={{2,1}, {1, 2}}、P2={{1,3}, {4,2}}をそれぞれ1次変換すると、単位円をどのような図形に変換するか? という問題を解きたいのですが、線形代数を始めたばかりなので、よく分かりません。変換後は、楕円になるらしいのですが、どのように変換されていくのですか?分かりやすく教えていただけると助かります。

液晶が違うところ反応します
このQ&Aのポイント
  • 【MFC―J730DN】のファックスの所を押すと下の矢印が反応するトラブルについて相談です。
  • お使いの環境について教えてください。パソコンもしくはスマートフォンのOS、接続方法、関連するソフト・アプリ、電話回線の種類についてお知らせください。
  • 問題の発生箇所は【MFC―J730DN】のファックスの所で下の矢印が反応しています。お使いの環境について詳細情報をお教えください。
回答を見る