Lineaire transformatie: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Madyno (overleg | bijdragen)
Madyno (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 24:
 
== Matrix van een lineaire transformatie==
Door de keuze van een geordende basis <math> \{b_1, \ldots ,b_n\} \sub V</math> wordt een vector <math>x \in V</math> bepaald door de coördinaten <math> \xi_1, \ldots ,\xi_n</math> ten opzichte van deze basis:
We hernemen de lineaire transformatie t zodat <math> t(\vec{e_i}) = \vec{u_i} </math>. <br>
:<math>x=\sum_{i=1}^n \xi_i b_i </math>.
Ten opzichte van de basis in de vectorruimte V, heeft elke vector een uniek stel [[coördinaten]] <math> (x_1, \ldots , x_n) </math> zodat <math> \vec{v} = \sum_1^n x_i \vec{e_i} </math>. Verder correspondeert met elke lineaire transformatie van V een unieke [[matrix (wiskunde)|matrix]] A waarvan de kolommen de coördinaten zijn van de vectoren <math> \vec{u_i} </math>. Het is de matrix van de lineaire transformatie ten opzichte van de gekozen basis.
 
MetDe behulplineaire die matrix A kunnen de coördinaten van het beeldtransformatie <math>\vec{v'} = t(\vec{v})T</math> berekendwordt wordenbepaald door middelde beelden van de formulebasisvectoren:
 
:<math>T(b_i)=\sum_{j=1}^n t_{ij} b_j</math>.
 
De transformatie <math>T</math> wordt dus vastgelegd door de getallen (de matrix) <math>(t_{ij})</math>.
 
Het beeld <math>T(x)</math> van <math>x</math> onder <math>T</math> heeft de coördinaten <math> \eta_1, \ldots ,\eta_n</math>:
:<math>T(x)=\sum_{i=1}^n \eta_i b_i </math>.
 
Er geldt dus:
:<math>\sum_{j=1}^n \eta_j b_j =T(x)=T\left(\sum_{i=1}^n \xi_i b_i\right)=\sum_{i=1}^n \xi_i T(b_i) =\sum_{i=1}^n \xi_i \sum_{j=1}^n t_{ij}b_j =\sum_{j=1}^n \sum_{i=1}^n \xi_i t_{ij}b_j</math>,
zodat:
:<math>\eta_j=\sum_{i=1}^n \xi_i t_{ij}</math>.
 
Dit komt neer op de matrixvermenigvuldiging van de kolomvector <math>\xi=[\xi_1, \ldots ,\xi_n]^\top</math> van de de coördinaten van <math>x</math> met de matrix <math>\Tau =(t_{ij})^\top</math>, met als resultaat de kolomvector <math>\eta=[\eta_1, \ldots ,\eta_n]^\top</math> van de coördinaten van <math>T(x)</math>:
:<math>\eta = \Tau \xi</math>.
 
Uitgeschreven ziet dat er zo uit:
 
:<math>
\begin{bmatrix}
x'_\eta_{1} \\
x'_\eta_{2} \\
\vdots \\
x'_\eta_{n}
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
a_\tau_{11} & a_\tau_{12} & \cdots & a_\tau_{1n} \\
a_\tau_{21} & a_\tau_{22} & \cdots & a_\tau_{2n} \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
a_\tau_{n1} & a_\tau_{m2} & \cdots & a_\tau_{nn}
\end{bmatrix}
\cdot
\begin{bmatrix}
x_\xi_{1} \\
x_\xi_{2} \\
\vdots \\
x_\xi_{n}
\end{bmatrix}
</math>,
Het linkerlid levert ons de coördinaten van het beeld <math>\vec{v'} </math>.
 
waarin <math>\tau_{ij} =t_{ji}</math>. De matrix <math>\Tau</math> die de transformatie <math>T</math> representeert, heeft dus als kolommen de coördinaten van de beelden van de basisvectoren.
Voorbeeld:
 
===Voorbeeld:===
We vertrekken van de vectorruimte <math> \R^2 </math> bestaande uit alle koppels reële getallen.
We vertrekken van de vectorruimte <math>\R^2</math> bestaande uit alle koppels reële getallen.
Als basis kiezen we <math> ((1,0),(0,1))</math>. De lineaire transformatie t<math>T</math> wordt vastgelegd door de keuze van de beelden van de basisvectoren. We kiezen ((3,2),(5,4)). De matrix van t<math>T</math> is dan
: <math>
\begin{bmatrix}
Regel 62 ⟶ 78:
2 & 4
\end{bmatrix}
</math>.
 
We berekenen bijvoorbeeld het beeld van de vector (-1,5).
: <math> T(-1,5)=
\begin{bmatrix}
3 & 5 \\
2 & 4
\end{bmatrix}
\cdot
\begin{bmatrix}
-1 \\
5
\end{bmatrix}
=
</math>
\begin{bmatrix}
Na berekening komt er t(-1,5) = (22,18)
22 \\
18
\end{bmatrix}
</math>.
 
==Lineaire transformaties van het vlak==
 
In de vlak kiezen we een [[orthonormale basis]] <math>\vec{e_1},\vec{e_2} </math>. De matrix van een lineaire transformatie is dan een 2x2 matrix waarvan de kolommen de coördinaten zijn van de beelden van de basisvectoren. Enkele voorbeelden: