線形代数学

ベクトル

3次元ベクトル

基本ベクトル

任意ベクトル

(e→)1=(1,0,0),(e→)2=(0,1,0),(e→)3=(0,0,1)

(a→)=(a1,a2,a3)

=a1(e→)1+a2(e→)2+a3(e→)3

a∈R^2 ; a1,a2,a3∈R

外積

a×b∈R^3

"a×b"は(a→)と(b→)が作る平行四辺形の面積に等しい

(a→)と(b→)に直行し「(a→)から(b→)に右ねじを回したとき、ねじの進む向きに」一致。(右手の法則)
(プリント3参照)

外積の性質

(a→)×(b→)=(-b→)×(a→) , (a→)×(a→)=0→

{(a→)+(b→)}×(c→)=(a→)×(c→)+(b→)×(c→)
(a→)×{(b→)+(c→)}=(a→)×(b→)+(a→)×(c→)

P{(a→)×(b→)}=p(a→)×(b→)=(a→)×p(b→)

外積の成分表示

(a2b3-a3b2 , a3b1-a1b3 , a1b2-a2b1)

求め方:プリント3参照

3重積

プリント3参照

n次元ベクトル

基本ベクトル

任意ベクトル

(e1→)=(1,0…0) (e2→)=(0,1…0) (en→)=(0,0…1)

(a→)=(a1,a2…an)=a1(e1→)+a2(e2→)+…+an(en→)
(a→)∈(R→)^n : a1,a2…an∈R

和:p(a→)+g(b→)=(pa1+gb1,pa2+gb2,…,pan+pbn)

大きさ

プリント3参照

内積

a1b1+a2b2+…+anbn

行列

n次正方行列

プリント3参照

対角成分

和と差

プリント4参照

スカラー倍

プリント4参照

定理

A+B=B+A

(A+B)+C=A+(B+C)

a(bA)=(ab)A

(a+b)A=aA+bA
a(A+B=aA+aB)

1A=a , (-1A)=-A
0A=0

A+0=0+A=A
A+(-A)=0

プリント4参照

AB≠BA

定理2:A,B,C:行列 , p:スカラー

(AB)C=A(BC)

A(B+C)=AB+AC
(A+B)C=AC+BC

(pA)B=A(pB)=p(AB)

対角行列

プリント4参照

単位行列

転置行列

プリント5参照

逆行列

定理3 A,B:行列 p:スカラー倍

プリント5参照

XA=AX=E

正則行列

上三角行列、下三角行列

プリント5参照

連立方程式

行基本変形

第 i 行に0でない定数pを掛ける
ⓘ×p

第 i 行に第j行のp倍を加える
ⓘ+p×ⓙ

第 i 行と第 j 行を入れ替える
ⓘ⇔ⓙ

連立1次方程式

プリント6参照

解が一意ではない

解が存在しない場合

プリント8

プリント8

定数項がすべて0

同次連立方程式

プリント9

定数項が0でない

非同次連立方程式

プリント9

自明解

非自明解

一般解

任意定数を含む解

特解

任意定数に具体的な数を代入して得られる解

非同次方程式の一般解             
=非同次方程式の特解+同時連立方程式の一般解

行列のランク

プリント9

階段行列

チルダ(にょろにょろ)

数が残っている最後の行数

ランク

行列式

|A|=detA

サラスの方法

定理

プリント11

余因子展開

プリント12

定理

プリント12

行列の積

プリント13

クラメルの公式

プリント13