• Verkeerd document? Gratis ruilen
  • Geschreven door studenten die geslaagd zijn
  • Direct beschikbaar na je betaling
  • Online lezen of als PDF
Verkopen
Kies je studieland
Kies je taal
Document preview thumbnail
Voorbeeld 4 van de 157 pagina's
Tentamen (uitwerkingen)

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Advanced Engineering Mathematics with Mathematica By Edward B. Magrab (Solution manual)

Document preview thumbnail
Voorbeeld 4 van de 157 pagina's

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Advanced Engineering Mathematics with Mathematica By Edward B. Magrab (Solution manual) Solutions to Exercises in Chapter 1 Section 1.2 1.1 A matrix is an orthogonal matrix if Is the following matrix an orthogonal matrix? Solution: x={{-1.,-1},{1,-1},{-1,1},{1,1}}/2; Transpose[x].x//MatrixForm yields Therefore, X is an orthogonal matrix. 1.2 If does (A + B)2 = A 2 + B 2? Solution: a={{1,-1},{2,-1}}; b={{1,1},{4,-1}}; ((a+b).(a+b)-a.a-b.b)//MatrixForm yields Therefore, the expressions are equal. XT X = I X = 1 2 −1 −1 1 −1 −1 1 1 1 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟⎟ 1 0 0 1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ A = 1 −1 2 −1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ B = 1 1 4 −1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 0 0 0 0 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 3 1.3 Given the two matrices Find the matrix products AB and BA. Solution: Aa={{1,4,-3},{2,5,4}}; Bb={{4,1},{2,6},{0,3}}; Aa.Bb//MatrixForm Bb.Aa//MatrixForm 1.4 Given the following matrices and their respective orders: A (n´m), B (p´m), and C (n´s). Show one way in which these three matrices can be multiplied. What is the order of the resulting matrix? Solution: 1.5 Given Determine A2. Solution: From Eq. (1.13) A = 1 4 −3 2 5 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ and B = 4 1 2 6 0 3 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ AB = 1 4 −3 2 5 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 4 1 2 6 0 3 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ = 12 16 18 44 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ BA = 4 1 2 6 0 3 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ 1 4 −3 2 5 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 6 21 −8 14 38 18 6 15 12 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ CT ABT →(n × s)T (n × m)(p × m)T →(s × n)(n × m)(m × p)→(s × p) A = ab b2 −a2 −ab ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 4 Aa={{a b, b^2},{-a^2,-a b}}; Aa.Aa//MatrixForm 1.6 Given the matrix Determine the value of 4I - 4A - A2 + A3. Solution: Then, Mathematica verification Aa={{-4,-3,-1},{2,1,1},{4,-2,4}}; AA = a11 a12 a21 a22 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ a11 a12 a21 a22 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = a11 2 + a12a21 a12 a11 + a22 ( ) a21 a11 + a22 ( ) a21a12 + a22 2 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = a2b2 − a2b2 b2 (ab − ab) −a2 (ab − ab) −a2b2 + a2b2 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = 0 A = −4 −3 −1 2 1 1 4 −2 4 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ A2 = 6 11 −3 −2 −7 3 −4 −22 10 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ A3 = −14 −1 −7 6 −7 7 12 −30 22 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ 4I − 4A− A2 + A3 = 4 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ − 4 −4 −3 −1 2 1 1 4 −2 4 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ − 6 11 −3 −2 −7 3 −4 −22 10 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ + −14 −1 −7 6 −7 7 12 −30 22 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ 5 A2=Aa.Aa; MatrixForm[A2] A3=A2.Aa; MatrixForm[A3] (4 IdentityMatrix[3]-4 Aa-A2+A3)//MatrixForm Section 1.3 1.7 Given the following matrices: What is the value of a that satisfies the following equation? Solution: Therefore, Mathematica verification Solve[{1,2}.{{2,a},{3,4}}.{{1},{2}}==Det[{{6,4},{7,5}}],a] 1.8 Show that Solution: x = 1 2 ⎧⎨⎩ ⎫⎬⎭ , A = 2 a 3 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ , B = 6 4 7 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ xT Ax = det B xT Ax = { 1 2 } 2 a 3 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 1 2 ⎧⎨⎩ ⎫⎬⎭ = { 1 2 } 2 + 2a 11 ⎧⎨⎩ ⎫⎬⎭ = 24 + 2a detB = det 6 4 7 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 6 × 5 − 4 × 7 = 2 24 + 2a = 2 a = −11 det a b + c 1 b a + c 1 c a + b 1 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = 0 det a b + c 1 b a + c 1 c a + b 1 ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = a a + c 1 a + b 1 − (b + c) b 1 c 1 + b a + c c a + b = a(c − b)− (b + c)(b − c)+ b(a + b)− c(a + c) = 0 6 Mathematica verification Det[{{a,b+c,1},{b,a+c,1},{c,a+b,1}}] 1.9 Expand the following determinants and reduce them to their simplest terms. a) Solution: Mathematica verification Det[{{1+a,a,a},{b,1+b,b},{b,b,1+b}}] b) Solution: Mathematica verification det 1+ a a a b 1+ b b b b 1+ b ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ det 1+ a a a b 1+ b b b b 1+ b ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ = (1+ a) (1+ b)2 − b2 ⎡⎣ ⎤⎦ − a b(1+ b)− b2 ⎡⎣ ⎤⎦ + a b2 − b(1+ b) ⎡⎣ ⎤⎦ = (1+ a)[1+ 2b]− ab − ab = 1+ a + 2b + 2ab − 2ab = 1+ a + 2b det x3 +1 1 1 1 x3 +1 1 1 1 x3 +1 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ det x3 +1 1 1 1 x3 +1 1 1 1 x3 +1 ⎛ ⎝ ⎜⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟⎟ = x( 3 +1) x( 3 +1)2 −1 ⎡⎣ ⎤⎦ − x3 +1−1 ⎡⎣ ⎤⎦ + 1− x3 −1 ⎡⎣ ⎤⎦ = x( 3 +1) x( 3 +1)2 −1 ⎡⎣ ⎤⎦ − 2x3 = x( 3 +1) x6 + 2x3 ⎡⎣ ⎤⎦ − 2x3 = x3 x6 + 2x( 3 )+ x6 + 2x3 − 2x3 = x9 + 2x6 + x6 = x6 x( 3 + 3)

Voorbeeld van de inhoud

, Solutions to Exercises in Chapter 1

Section 1.2
1.1 A matrix is an orthogonal matrix if
XTX = I
Is the following matrix an orthogonal matrix?
⎛ −1 −1 ⎞
1⎜ 1 −1 ⎟
⎟
X= ⎜
2⎜ −1 1 ⎟
⎜⎝ 1 1 ⎟⎠
Solution:

x={{-1.,-1},{1,-1},{-1,1},{1,1}}/2;
Transpose[x].x//MatrixForm

yields
⎛ 1 0 ⎞
⎜ ⎟
⎝ 0 1 ⎠
Therefore, X is an orthogonal matrix.

1.2 If
⎛ 1 −1 ⎞ ⎛ 1 1 ⎞
A=⎜ ⎟ B=⎜ ⎟
⎝ 2 −1 ⎠ ⎝ 4 −1 ⎠
does (A + B)2 = A 2 + B 2?
Solution:

a={{1,-1},{2,-1}};
b={{1,1},{4,-1}};
((a+b).(a+b)-a.a-b.b)//MatrixForm

yields
⎛ 0 0 ⎞
⎜ ⎟
⎝ 0 0 ⎠
Therefore, the expressions are equal.



2

,1.3 Given the two matrices
⎛ 4 1 ⎞
⎛ 1 4 −3 ⎞
A=⎜ and B=⎜ 2 6 ⎟
⎝ 2 5 4 ⎟⎠ ⎜ ⎟
⎜⎝ 0 3 ⎟⎠

Find the matrix products AB and BA.

Solution:
⎛ 4 1 ⎞
⎛ 1 4 −3 ⎞ ⎜ ⎛ 12 16 ⎞
AB = ⎜ 2 6 ⎟ =⎜
⎝ 2 5 4 ⎠ ⎜⎜ 0 3 ⎟⎟ ⎝ 18 44 ⎟⎠
⎟
⎝ ⎠
⎛ 4 1 ⎞ ⎛ 6 21 −8 ⎞
⎜ ⎟ ⎛ 1 4 −3 ⎞ ⎜
BA = 2 6 ⎜ = 14 38 18 ⎟
⎜ ⎟ ⎝ 2 5 4 ⎟⎠ ⎜ ⎟
⎜⎝ 0 3 ⎟⎠ ⎜⎝ 6 15 12 ⎟⎠


Aa={{1,4,-3},{2,5,4}};
Bb={{4,1},{2,6},{0,3}};
Aa.Bb//MatrixForm
Bb.Aa//MatrixForm

1.4 Given the following matrices and their respective orders: A (n´m), B (p´m), and C (n´s).
Show one way in which these three matrices can be multiplied. What is the order of the resulting
matrix?

Solution:
C T ABT → (n × s)T (n × m)( p × m)T → (s × n)(n × m)(m × p) → (s × p)


1.5 Given
⎛ ab b2 ⎞
A=⎜ ⎟
⎝ −a 2 −ab ⎠
Determine A2.

Solution: From Eq. (1.13)




3

, ⎛ a11 a12 ⎞ ⎛ a11 a12 ⎞ ⎛ a112 + a12 a21 a12 ( a11 + a22 ) ⎞
AA = ⎜ ⎟⎜ ⎟ =⎜ ⎟
⎝ 21 22 ⎠ ⎝ 21 22 ⎠ ⎜⎝ a21 ( a11 + a22 ) a21a12 + a22 ⎟⎠
2
a a a a

⎛ a 2b 2 − a 2b 2 b 2 ( ab − ab ) ⎞
=⎜ ⎟ =0
⎜⎝ −a 2 ( ab − ab ) −a 2b 2 + a 2b 2 ⎟⎠


Aa={{a b, b^2},{-a^2,-a b}};
Aa.Aa//MatrixForm

1.6 Given the matrix
⎛ −4 −3 −1 ⎞
A=⎜ 2 1 1 ⎟
⎜ ⎟
⎝ 4 −2 4 ⎠

Determine the value of 4I - 4A - A2 + A3.

Solution:
⎛ 6 11 −3 ⎞
A = −2 −7 3 ⎟
2 ⎜
⎜ ⎟
⎜⎝ −4 −22 10 ⎟⎠

⎛ −14 −1 −7 ⎞
A3 = ⎜ 6 −7 7 ⎟
⎜ ⎟
⎜⎝ 12 −30 22 ⎟⎠

Then,
⎛ 1 0 0 ⎞ ⎛ −4 −3 −1 ⎞
2 3⎜ ⎟
4I − 4 A − A + A = 4 0 1 0 − 4 ⎜ 2 1 1 ⎟
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜⎝ 0 0 1 ⎟⎠ ⎝ 4 −2 4 ⎠
⎛ 6 11 −3 ⎞ ⎛ −14 −1 −7 ⎞
− ⎜ −2 −7 3 ⎟ + ⎜ 6 −7 7 ⎟
⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎜⎝ −4 −22 10 ⎟⎠ ⎜⎝ 12 −30 22 ⎟⎠

⎛ 0 0 0 ⎞
=⎜ 0 0 0 ⎟
⎜ ⎟
⎜⎝ 0 0 0 ⎟⎠

Mathematica verification
Aa={{-4,-3,-1},{2,1,1},{4,-2,4}};


4

Gekoppeld boek
 image
Uitgever: 2020 ISBN: 9781000034523 Druk: Onbekend

Documentinformatie

Geüpload op
15 november 2021
Aantal pagina's
157
Geschreven in
2021/2022
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden
$5.99

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kan je een ander document kiezen. Je kan het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
Expert001
4.4
(230)
Verkocht
839
Volgers
567
Items
1470
Laatst verkocht
1 dag geleden



Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen