Γραμμική Άλγεβρα — Ιούνιος 2021 — Εξέταση (13–14/6/2021)¶
Μεταγραφή των φωτογραφιών και στιγμιότυπων του Ιουνίου 2021· τα 3.1.jpg και 20210614_201131.png είναι διπλότυπα. Οι φωτογραφίες περιέχουν επιλογές φοιτητή (ticks) και ενδείξεις ορθότητας της πλατφόρμας· αυτά έχουν αφαιρεθεί και οι επιλογές αποδίδονται ως μη επιλεγμένες. Η αναγραφή «Μέγιστη βαθμολογία» προέρχεται από την κεφαλίδα κάθε ερώτησης.
3.png¶
Ερώτηση: 3 (Μέγιστη βαθμολογία: 2.00) (Σωστό / Λάθος)
Εάν $\(\begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ 2c_1 & 2c_2 & 2c_3 \end{vmatrix} = 2,\)$
τότε $\(\begin{vmatrix} 3a_1 & 3a_2 & 3a_3 \\ b_1 + 2a_1 & b_2 + 2a_2 & b_3 + 2a_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3.\)$
- [ ] Σωστό
- [ ] Λάθος
4.png¶
Ερώτηση: 4 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Εάν \(A\) είναι ένα \(4 \times 4\) μητρώο, τότε $\(\det(\lambda I - A) = \det A + \lambda p(\lambda),\)$ όπου \(p(\lambda)\) είναι ένα πολυώνυμο. Τί μπορεί να ειπωθεί για το \(p(\lambda)\);
- [ ] \(p(\lambda) = 1 + a_1 \lambda + a_2 \lambda^2 + a_3 \lambda^3\).
- [ ] \(p(\lambda) = a_0 + a_1 \lambda + a_2 \lambda^2 + \lambda^3\).
- [ ] \(p(\lambda) = \det(\lambda I - B)\), όπου \(B\) είναι ένα \(3 \times 3\) μητρώο.
- [ ] \(p(\lambda) = \lambda^3 + 1\).
5.png¶
Ερώτηση: 5 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Θεωρήστε το σύστημα $\(\begin{aligned} x + y + 2z &= a \\ 2x + 3y + 3z &= 1 \\ 2x + 2y + \mu z &= b \end{aligned}\)$ όπου \(a, b, \mu\) είναι πραγματικές παράμετροι. Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Για κάθε \(\mu \le 0\) το σύστημα έχει μοναδική λύση.
- [ ] Για \(\mu \ne 4\) και το \(b = 2a\) σύστημα έχει άπειρες λύσεις.
- [ ] Για \(\mu = 4\) και το \(b > 2a\) σύστημα δεν έχει λύση.
- [ ] Για \(\mu = 5\) το σύστημα δεν έχει λύση.
6.png¶
Ερώτηση: 6 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Δίνεται το μητρώο $\(A = \begin{pmatrix} 3 & 2 & p \\ s & 4 & 3 \end{pmatrix}\)$ όπου \(p\) και \(s\), είναι πραγματικές παράμετροι. Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Ο χώρος στηλών \(C(A)\) έχει διάσταση 2.
- [ ] Ο χώρος γραμμών \(R(A)\) του \(A\) έχει διάσταση τουλάχιστον ίση με 1.
- [ ] Αν \(\mathrm{range\ } A = \mathbb{R}^2\), τότε τάξη \(\mathrm{rank} A\) είναι είναι ίση με 2.
- [ ] Το σύστημα \(A\mathbf{x} = \mathbf{b}\) έχει για κάθε \(\mathbf{b}\) άπειρες λύσεις.
7.png¶
Ερώτηση: 7 (Μέγιστη βαθμολογία: 3.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Μοναδική Απάντηση))
Θεωρήστε τους μετασχηματισμούς στο \(\mathbb{R}^3\) $\(T_1 \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} x_1 \\ x_3 \\ x_1 + x_2 \end{pmatrix}, \quad T_2 \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} x_1 + x_3 \\ x_2 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad T_3 \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 + 1 \\ x_1 x_3 \end{pmatrix}.\)$
Τι μπορεί να ειπωθεί όσον αφορά την γραμμικότητα ή μη των μετασχηματισμών;
- [ ] Οι \(T_1\) και \(T_3\) είναι γραμμικοί μετασχηματισμοί.
- [ ] Οι \(T_1\) και \(T_2\) είναι γραμμικοί μετασχηματισμοί.
- [ ] Οι \(T_2\) και \(T_3\) είναι γραμμικοί μετασχηματισμοί.
- [ ] Μόνο ένας από τους τρεις μετασχηματισμούς είναι γραμμικός.
8.png¶
Ερώτηση: 8 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Εάν \(A\) είναι ένα τετραγωνικό μητρώο, ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Εάν \(\lambda\) είναι ιδιοτιμή του \(A\), το σύστημα \((\lambda I - A)\mathbf{x} = \mathbf{0}\) έχει μοναδική λύση.
- [ ] Εάν το \(0\) δεν είναι ιδιοτιμή του \(A\), τότε το \(\det A^n \ne 0\), για κάθε φυσικό αριθμό \(n\).
- [ ] Εάν το \(0\) είναι ιδιοτιμή του \(A\), τότε οι στήλες του \(A\) είναι γραμμικά ανεξάρτητες.
- [ ] Εάν το \(A\) είναι ορθογώνιο, τότε κάθε ιδιοδιάνυσμα του \(A\) είναι και ιδιοδιάνυσμα του \(A^T\).
9.png¶
Ερώτηση: 9 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Έστω $\(V = \mathrm{span}\left\{ \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix}, \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} \right\}.\)$
Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Το ορθογώνιο συμπλήρωμα \(V^\perp\) του \(V\) είναι επίπεδο το οποίο περιέχει το μηδενικό διάνυσμα.
- [ ] Το ορθογώνιο συμπλήρωμα \(V^\perp\) του \(V\) είναι ευθεία της μορφής $\(\mathrm{span}\left\{ \begin{pmatrix} 0 \\ -1 \\ 1 \end{pmatrix} \right\}.\)$
- [ ] Το μητρώο προβολής επί του \(V\) είναι το $\(P = \begin{pmatrix} 1 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \end{pmatrix}.\)$
- [ ] Αν $\(\mathbf{v} = \lambda \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} + \mu \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\)$ και \(\mathbf{v} \in V^\perp\), τότε \(\lambda = \mu = 0\).
Capture.PNG¶
Ερώτηση: 2 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Εάν $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & c & e \end{vmatrix} = 2,\)$
τότε
- [ ] Τα διανύσματα $\(\begin{pmatrix} 1 \\ a \\ b \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ d \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ e \end{pmatrix}\)$ αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\).
- [ ] \(b \ne 1\) και \(d \ne 1\).
- [ ] \(c \ne e\).
- [ ] \(c \ne a\) και \(e \ne b\).
- [ ] \(\begin{vmatrix} 1 & a & 2b \\ 1 & 2c & d \\ 2 & c & e \end{vmatrix} = 4.\)
Screenshot_4.png¶
[Λείπει από τη φωτογραφία: η κεφαλίδα της ερώτησης· η λήψη είναι διπλότυπη της ερώτησης 2 του Capture.PNG]
Εάν $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & c & e \end{vmatrix} = 2,\)$ τότε
- [ ] Τα διανύσματα $\(\begin{pmatrix} 1 \\ a \\ b \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ d \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ e \end{pmatrix}\)$ αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\).
- [ ] \(b \ne 1\) και \(d \ne 1\).
- [ ] \(c \ne e\).
- [ ] \(c \ne a\) και \(e \ne b\).
- [ ] \(\begin{vmatrix} 1 & a & 2b \\ 1 & 2c & d \\ 2 & c & e \end{vmatrix} = 4.\)
Screenshot_13.png¶
[Λείπει από τη φωτογραφία: η κεφαλίδα της ερώτησης και η βαθμολογία· η λήψη περιέχει μόνο τις δύο πρώτες επιλογές]
Ένα \(3 \times 3\) μητρώο \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1 = 3\), \(\lambda_2 = 4\) και \(\lambda_3 = 4\) με αντίστοιχα ιδιοδιανύσματα τα $\(\mathbf{x}_1 = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_2 = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_3 = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix}.\)$
Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] \(\det A = 48\).
- [ ] \(\det A = -48\).
image0.png¶
Ερώτηση: 6 (Μέγιστη βαθμολογία: 4.00)
Εάν $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & d & d \end{vmatrix} = 1,\)$
τότε
- [ ] \(b \ne 1\) και \(d \ne 1\).
- [ ] \(c \ne d\).
- [ ] \(d \ne a\) και \(d \ne b\).
- [ ] Τα διανύσματα $\(\begin{pmatrix} 1 \\ a \\ b \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ d \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ d \\ d \end{pmatrix}\)$ αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\).
- [ ] \(\begin{vmatrix} -1 & a & b \\ -1 & d & d \\ -1 & c & d \end{vmatrix} = -1,\)
image1.png¶
[Λείπει από τη φωτογραφία: η κεφαλίδα της ερώτησης· η λήψη είναι διπλότυπη της ερώτησης 6 του image0.png]
Εάν $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & d & d \end{vmatrix} = 1,\)$
τότε
- [ ] \(b \ne 1\) και \(d \ne 1\).
- [ ] \(c \ne d\).
- [ ] \(d \ne a\) και \(d \ne b\).
- [ ] Τα διανύσματα $\(\begin{pmatrix} 1 \\ a \\ b \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ d \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1 \\ d \\ d \end{pmatrix}\)$ αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\).
- [ ] \(\begin{vmatrix} -1 & a & b \\ -1 & d & d \\ -1 & c & d \end{vmatrix} = -1,\)
3.0.jpg¶
[Λείπει από τη φωτογραφία: η κεφαλίδα της ερώτησης]
Εάν $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & d & d \end{vmatrix} = 1,\)$ τότε
- [ ] \(b \ne 1\) και \(d \ne 1\).
- [ ] \(c \ne d\).
- [ ] \(d \ne a\) και \(d \ne b\).
- [ ] Τα διανύσματα $\(\begin{pmatrix} 1 \\ a \\ b \end{pmatrix}, \begin{pmatrix} 1 \\ c \\ d \end{pmatrix}, \begin{pmatrix} 1 \\ d \\ d \end{pmatrix}\)$ αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\).
- [ ] \(\begin{vmatrix} -1 & a & b \\ -1 & d & d \\ -1 & c & d \end{vmatrix} = -1\).
grammiki.png¶
Ερώτηση: 3 (Μέγιστη βαθμολογία: 6.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Ένα \(3 \times 3\) μητρώο \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1 = -2\), \(\lambda_2 = 3\) και \(\lambda_3 = 3\) με αντίστοιχα ιδιοδιανύσματα τα $\(\mathbf{x}_1 = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_2 = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_3 = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix}.\)$
Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Αν το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο, τότε είναι αντιστρέψιμο.
- [ ] Το μητρώο \(A\) δεν είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί οι ιδιοτιμές του δεν είναι ξένες μεταξύ τους.
- [ ] Το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ιδιοδιανύσματά του είναι γραμμικά ανεξάρτητα.
- [ ] \(\det A = -18\).
- [ ] Το \(A^{-1}\) υπάρχει.
- [ ] \(\det A = 18\).
IMG_20210613_155326.jpg¶
Ερώτηση: 3 (Μέγιστη βαθμολογία: 6.00) (Πολλαπλής Επιλογής (Πολλαπλές Απαντήσεις))
Ένα \(3 \times 3\) μητρώο \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1 = 3\), \(\lambda_2 = 4\) και \(\lambda_3 = 4\) με αντίστοιχα ιδιοδιανύσματα τα $\(\mathbf{x}_1 = \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_2 = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix}, \quad \mathbf{x}_3 = \begin{pmatrix} -1 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix}.\)$
Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] \(\det A = 48\).
- [ ] \(\det A = -48\).
- [ ] Τα δεδομένα που διαθέτουμε δεν επαρκούν ώστε να μπορούμε να γνωρίζουμε την τιμή της ορίζουσας.
- [ ] Το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ιδιοδιανύσματά του είναι γραμμικά ανεξάρτητα.
- [ ] Αν το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο, τότε είναι αντιστρέψιμο.
- [ ] Το μητρώο \(A\) δεν είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί οι ιδιοτιμές του δεν είναι ξένες μεταξύ τους.
IMG_20210614_203041.jpg¶
[Λείπει από τη φωτογραφία: η κεφαλίδα και ο αριθμός της ερώτησης, καθώς και η βαθμολογία]
Δίνεται το μητρώο $\(A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 31 & 32 & 33 \\ 61 & 62 & 63 \end{pmatrix}.\)$
Ποιοι από τους παρακάτω ισχυρισμούς είναι σωστοί;
- [ ] Το \(A\) είναι γραμμοϊσοδύναμο με το ταυτοτικό μητρώο \(I\).
- [ ] \(\dim(\mathrm{range} A) = 2\).
- [ ] \(\dim(\mathrm{null} A) < \mathrm{rank} A\).
- [ ] Το μητρώο \(A^{-1}\) υπάρχει.
- [ ] Το σύστημα \(A\mathbf{x} = \mathbf{0}\) έχει μη μηδενικές λύσεις.
- [ ] Οι στήλες του \(A\) αποτελούν μια βάση για το \(\mathbb{R}^3\).
20210614_201131.jpg¶
Ερώτηση: 5 (Μέγιστη βαθμολογία: 2.00) (Σωστό / Λάθος)
Εάν \(A\) είναι ένα \(4 \times 4\) μητρώο, τότε $\(\det(\lambda I - A) = (\lambda - r_1 \det A)(\lambda - r_2 \det A)(\lambda - r_3 \det A)(\lambda - r_4 \det A)\)$ για κάποιους πραγματικούς ή μιγαδικούς αριθμούς \(r_1, r_2, r_3, r_4\) με \(r_1 r_2 r_3 r_4 = 1\).
- [ ] Σωστό
- [ ] Λάθος
[Λείπει από τη φωτογραφία: η ερώτηση 6 στο κάτω άκρο· η λήψη είναι κομμένη]
Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)
Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (antigravity-gemini, gemini-3.1-pro-preview, gemini-3.7-flash, sonnet), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο
Προσοχή
Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.
AI λύσεις — 2021-06¶
Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.
Θέμα 2 (ορίζουσα με γραμμές \((1,a,b),(1,c,d),(1,c,e)\) ίση με 2)¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
Ανάπτυγμα: \(\det=(c-a)(e-d)\) (επαληθεύτηκε αριθμητικά), άρα \(c\ne a\), \(e\ne d\). - Βάση του \(\mathbb R^3\) (\(\det\ne0\)): σωστό. - «\(b\ne1\) και \(d\ne1\)»: δεν προκύπτει, λάθος. - «\(c\ne e\)»: δεν προκύπτει, λάθος. - «\(c\ne a\) και \(e\ne b\)»: το \(e\ne b\) δεν προκύπτει, λάθος. - Η ορίζουσα με γραμμές \((1,a,2b),(1,2c,d),(2,c,e)\) ίση με 4: δεν ισχύει γενικά (αριθμητικό παράδειγμα έδωσε άλλη τιμή), λάθος.
Σωστή: μόνο η 1.
Θέμα 3 (εκδοχή 2 μονάδων, ορίζουσες με \(2c_i\))¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: \(2\det(\mathbf a;\mathbf b;\mathbf c)=2\Rightarrow\det=1\). Στη δεύτερη ορίζουσα η \(3\mathbf a\) δίνει παράγοντα 3, η πρόσθεση \(2\mathbf a\) στη 2η γραμμή δεν αλλάζει τιμή: \(3\). Σωστό.
Λύση 2: - Σωστό
Αιτιολόγηση: Από την πρώτη ορίζουσα, βγάζοντας τον κοινό παράγοντα \(2\) από την 3η γραμμή, έχουμε: $\(2 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 2 \implies \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 1.\)$ Στη δεύτερη ορίζουσα, αφαιρούμε από τη 2η γραμμή το διπλάσιο της 1ης γραμμής διαιρεμένης με 3 (δηλαδή αφαιρούμε \(2(a_1, a_2, a_3)\)), πράξη που δεν αλλάζει την τιμή της ορίζουσας, και βγάζουμε τον κοινό παράγοντα \(3\) από την 1η γραμμή: $\(\begin{vmatrix} 3a_1 & 3a_2 & 3a_3 \\ b_1 + 2a_1 & b_2 + 2a_2 & b_3 + 2a_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \cdot 1 = 3.\)$
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): Ο πίνακας \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1=3, \lambda_2=4, \lambda_3=4\). Η ορίζουσά του ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών του: \(\det A = 3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\). Ελέγχουμε τη γραμμική ανεξαρτησία των ιδιοδιανυσμάτων σχηματίζοντας τον πίνακα \(P\) με στήλες τα ιδιοδιανύσματα: $\(\det P = \begin{vmatrix} 0 & 1 & -1 \\ 1 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \begin{vmatrix} 1 & -1 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \ne 0\)$ Άρα τα τρία ιδιοδιανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα, συνεπώς το \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο. Επίσης, αφού \(\det A = 48 \ne 0\), το \(A\) είναι αντιστρέψιμο.
Οι σωστές επιλογές είναι: - \(\det A = 48\). Αιτιολόγηση: Η ορίζουσα ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών (\(3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\)). - Το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ιδιοδιανύσματά του είναι γραμμικά ανεξάρτητα. Αιτιολόγηση: Ένας \(3 \times 3\) πίνακας είναι διαγωνοποιήσιμος αν και μόνο αν έχει 3 γραμμικά ανεξάρτητα ιδιοδιανύσματα, το οποίο ισχύει εδώ. - Αν το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο, τότε είναι αντιστρέψιμο. Αιτιολόγηση: Για το συγκεκριμένο μητρώο \(A\), η πρόταση είναι λογικά αληθής διότι το \(A\) είναι όντως αντιστρέψιμο (αφού \(\det A = 48 \ne 0\)).
Θέμα 4 (χαρακτηριστικό πολυώνυμο \(4\times4\))¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: μέτρια
Το \(\det(\lambda I-A)\) είναι μονικό βαθμού 4 με σταθερό όρο \(\det A\) (\(n=4\) άρτιο), άρα \(p\) είναι μονικό βαθμού 3. - Επιλογή 1: λάθος. Επιλογή 2: σωστό. Επιλογή 4: λάθος. - Επιλογή 3: σωστό υπό την έννοια ότι κάθε μονικό κυβικό είναι το χαρακτηριστικό πολυώνυμο ενός \(3\times3\) (συνοδευτικό) μητρώου· αν εννοείται \(B\) που προκύπτει από το \(A\), δεν προκύπτει (γι' αυτό μέτρια εμπιστοσύνη).
Θέμα 5 (σύστημα με \(a,b,\mu\))¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: \(\det=\mu-4\). Για \(\mu\ne4\) μοναδική λύση. Για \(\mu=4\) η 3η εξίσωση (αριστερό μέλος) είναι \(2\times\) η 1η, συμβατότητα ανν \(b=2a\). - \(\mu\le0\) μοναδική: σωστό. \(\mu\ne4,\ b=2a\) άπειρες: λάθος. \(\mu=4,\ b>2a\) καμία λύση: σωστό. \(\mu=5\) καμία λύση: λάθος.
Σωστές: 1 και 3.
Λύση 2: Σωστές επιλογές: - Για κάθε \(\mu \le 0\) το σύστημα έχει μοναδική λύση. - Για \(\mu = 4\) και το \(b > 2a\) σύστημα δεν έχει λύση.
Αιτιολόγηση: Εκτελώντας απαλοιφή Gauss στον επαυξημένο πίνακα: αφαιρώντας \(2 \times (\text{Γραμμή 1})\) από την 3η γραμμή, η τρίτη εξίσωση γίνεται \((\mu - 4)z = b - 2a\). 1. Αν \(\mu \ne 4\), ο συντελεστής του \(z\) είναι μη μηδενικός, οπότε το σύστημα έχει μοναδική λύση για κάθε τιμή των \(a, b\). Εφόσον \(\mu \le 0 < 4\), η πρώτη πρόταση είναι σωστή. 2. Αν \(\mu = 4\), η εξίσωση γίνεται \(0 \cdot z = b - 2a\). Αν \(b > 2a\), τότε \(b - 2a \ne 0\), άρα προκύπτει \(0 \ne 0\) (αδύνατο σύστημα).
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): - Λάθος Αιτιολόγηση: Το χαρακτηριστικό πολυώνυμο είναι \(\det(\lambda I - A) = (\lambda - \lambda_1)(\lambda - \lambda_2)(\lambda - \lambda_3)(\lambda - \lambda_4)\), όπου \(\lambda_i\) οι ιδιοτιμές. Αν ίσχυε η δοσμένη σχέση, θα είχαμε \(\lambda_i = r_i \det A\). Πολλαπλασιάζοντας, προκύπτει \(\prod \lambda_i = (r_1 r_2 r_3 r_4)(\det A)^4 \implies \det A = 1 \cdot (\det A)^4\). Αυτό συνεπάγεται ότι \(\det A \in \{0, 1\}\) (ή μιγαδικές ρίζες της μονάδας), το οποίο προφανώς δεν ισχύει για κάθε τυχαίο \(4 \times 4\) μητρώο (π.χ. αν \(\det A = 2\)).
Θέμα 6 (μητρώο \(2\times3\) με \(p,s\))¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: Ο ισχυρισμός «\(\dim C(A)=2\)» ισχύει όχι πάντα (π.χ. \(s=6,\ p=\tfrac32\) δίνει rank 1): λάθος. «\(\dim R(A)\ge1\)»: σωστό. «\(\operatorname{range}A=\mathbb R^2\Rightarrow\operatorname{rank}=2\)»: σωστό. «Άπειρες λύσεις για κάθε \(\mathbf b\)»: λάθος.
Σωστές: 2 και 3.
Λύση 2: Σωστές επιλογές: - Ο χώρος γραμμών \(R(A)\) του \(A\) έχει διάσταση τουλάχιστον ίση με 1. - Αν \(\mathrm{range\ } A = \mathbb{R}^2\), τότε τάξη \(\mathrm{rank} A\) είναι είναι ίση με 2.
Αιτιολόγηση: - Η πρώτη γραμμή \((3, 2, p)\) δεν είναι ποτέ το μηδενικό διάνυσμα, οπότε \(\dim R(A) = \operatorname{rank}(A) \ge 1\). - Εξ ορισμού, \(\mathrm{range}(A) = C(A)\). Αν \(\mathrm{range}(A) = \mathbb{R}^2\), τότε \(\operatorname{rank}(A) = \dim C(A) = \dim \mathbb{R}^2 = 2\). - Οι άλλες επιλογές δεν ισχύουν γενικά (π.χ. για \(s=6\) και \(p=3/2\) οι δύο γραμμές είναι παράλληλες και \(\operatorname{rank}(A)=1 < 2\)).
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): Αναπτύσσουμε την ορίζουσα: $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & d & d \end{vmatrix} = 1(cd - d^2) - a(d - d) + b(d - c) = d(c - d) - b(c - d) = (c - d)(d - b)\)$ Επομένως, ισχύει \((c - d)(d - b) = 1\).
Οι σωστές επιλογές είναι: - \(c \ne d\). Αιτιολόγηση: Αφού το γινόμενο \((c - d)(d - b)\) ισούται με 1, κανένας από τους παράγοντες δεν μπορεί να είναι μηδέν. Άρα \(c - d \ne 0 \implies c \ne d\). - Τα διανύσματα \((1, a, b)^T, (1, c, d)^T, (1, d, d)^T\) αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\). Αιτιολόγηση: Η ορίζουσα του πίνακα που έχει ως γραμμές (ή στήλες) τα διανύσματα αυτά είναι \(1 \ne 0\), συνεπώς τα διανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα και αποτελούν βάση του \(\mathbb{R}^3\).
(Σημείωση: Η τελευταία επιλογή είναι λάθος διότι βγάζοντας κοινό παράγοντα το \(-1\) από την πρώτη στήλη και εναλλάσσοντας τη 2η με την 3η γραμμή, η ορίζουσα προκύπτει \((-1) \cdot (-1) \cdot 1 = 1\), όχι \(-1\).)
Θέμα 7 (γραμμικότητα)¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(T_1,T_2\) γραμμικοί, \(T_3\) όχι (\(T_3(\mathbf 0)\ne\mathbf 0\), όρος \(x_1x_3\)). Σωστό: «Οι \(T_1\) και \(T_2\) είναι γραμμικοί».
Θέμα 8 (τετραγωνικό \(A\))¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
Σωστά: «0 όχι ιδιοτιμή \(\Rightarrow\det A^n\ne0\)» και «\(A\) ορθογώνιο \(\Rightarrow\) κάθε ιδιοδιάνυσμα του \(A\) είναι και του \(A^T\)» (γιατί \(A^T=A^{-1}\), άρα \(A^T\mathbf x=\lambda^{-1}\mathbf x\)). Λάθος: «μοναδική λύση του \((\lambda I-A)\mathbf x=\mathbf 0\)» και «0 ιδιοτιμή \(\Rightarrow\) ανεξάρτητες στήλες».
Σωστές: 2 και 4.
Θέμα 9 (υπόχωρος \(V=\operatorname{span}\{(1,0,0),(1,1,1)\}\))¶
Αξιοπιστία: δύο ανεξάρτητες λύσεις συμφωνούν · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(V^\perp\) είναι ευθεία \(\operatorname{span}\{(0,-1,1)\}\) (πρέπει \(n_1=0\), \(n_2+n_3=0\)). Το δοσμένο \(P\) δεν είναι συμμετρικό και \(P^2\ne P\) (επαληθεύτηκε): λάθος. \(V\cap V^\perp=\{\mathbf 0\}\) και τα διανύσματα είναι ανεξάρτητα, άρα \(\lambda=\mu=0\).
Σωστές: 2 και 4.
Θέμα 6 (εκδοχή image0/image1/3.0 — ορίζουσα με γραμμές \((1,a,b),(1,c,d),(1,d,d)\) ίση με 1)¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: \(\det=(c-d)(d-b)=1\) (επαληθεύτηκε αριθμητικά), άρα \(c\ne d\), \(d\ne b\)· το \(a\) δεν εμφανίζεται. - «\(b\ne1\) και \(d\ne1\)»: λάθος. «\(c\ne d\)»: σωστό. «\(d\ne a\) και \(d\ne b\)»: λάθος (\(a=d\) επιτρέπεται). Βάση του \(\mathbb R^3\): σωστό. - Τελευταία ορίζουσα: ανταλλαγή γραμμών 2, 3 (\(\times(-1)\)) και \(\times(-1)\) από την 1η στήλη δίνουν \(+1\), όχι \(-1\): λάθος.
Σωστές: 2 και 4.
Λύση 2: Σωστές επιλογές: - Ο χώρος γραμμών \(R(A)\) του \(A\) έχει διάσταση τουλάχιστον ίση με 1. - Αν \(\mathrm{range\ } A = \mathbb{R}^2\), τότε τάξη \(\mathrm{rank} A\) είναι είναι ίση με 2.
Αιτιολόγηση: - Η πρώτη γραμμή \((3, 2, p)\) δεν είναι ποτέ το μηδενικό διάνυσμα, οπότε \(\dim R(A) = \operatorname{rank}(A) \ge 1\). - Εξ ορισμού, \(\mathrm{range}(A) = C(A)\). Αν \(\mathrm{range}(A) = \mathbb{R}^2\), τότε \(\operatorname{rank}(A) = \dim C(A) = \dim \mathbb{R}^2 = 2\). - Οι άλλες επιλογές δεν ισχύουν γενικά (π.χ. για \(s=6\) και \(p=3/2\) οι δύο γραμμές είναι παράλληλες και \(\operatorname{rank}(A)=1 < 2\)).
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): Αναπτύσσουμε την ορίζουσα: $\(\begin{vmatrix} 1 & a & b \\ 1 & c & d \\ 1 & d & d \end{vmatrix} = 1(cd - d^2) - a(d - d) + b(d - c) = d(c - d) - b(c - d) = (c - d)(d - b)\)$ Επομένως, ισχύει \((c - d)(d - b) = 1\).
Οι σωστές επιλογές είναι: - \(c \ne d\). Αιτιολόγηση: Αφού το γινόμενο \((c - d)(d - b)\) ισούται με 1, κανένας από τους παράγοντες δεν μπορεί να είναι μηδέν. Άρα \(c - d \ne 0 \implies c \ne d\). - Τα διανύσματα \((1, a, b)^T, (1, c, d)^T, (1, d, d)^T\) αποτελούν μια βάση για τον \(\mathbb{R}^3\). Αιτιολόγηση: Η ορίζουσα του πίνακα που έχει ως γραμμές (ή στήλες) τα διανύσματα αυτά είναι \(1 \ne 0\), συνεπώς τα διανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα και αποτελούν βάση του \(\mathbb{R}^3\).
(Σημείωση: Η τελευταία επιλογή είναι λάθος διότι βγάζοντας κοινό παράγοντα το \(-1\) από την πρώτη στήλη και εναλλάσσοντας τη 2η με την 3η γραμμή, η ορίζουσα προκύπτει \((-1) \cdot (-1) \cdot 1 = 1\), όχι \(-1\).)
Θέμα 3 (εκδοχή 6 μονάδων: ιδιοτιμές \(3,4,4\), ιδιοδιανύσματα \((0,1,0),(1,1,0),(-1,2,1)\))¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: \(\det A=3\cdot4\cdot4=48\). Τα ιδιοδιανύσματα είναι ανεξάρτητα (\(\det[\mathbf x_1\,\mathbf x_2\,\mathbf x_3]=-1\ne0\), επαληθεύτηκε), άρα \(A\) διαγωνοποιήσιμο. - \(\det A=48\): σωστό. \(\det A=-48\): λάθος. «Δεν επαρκούν τα δεδομένα»: λάθος. - «Διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ανεξάρτητα ιδιοδιανύσματα»: σωστό. - «Δεν διαγωνοποιείται γιατί οι ιδιοτιμές δεν είναι ξένες»: λάθος (επαναλαμβανόμενες ιδιοτιμές δεν εμποδίζουν). - «Αν διαγωνοποιήσιμο τότε αντιστρέψιμο»: ως γενική πρόταση λάθος (π.χ. \(\operatorname{diag}(0,1,1)\)), αλλά για αυτό το \(A\) το συμπέρασμα ισχύει (\(\det A=48\ne0\)). Δεν είναι σαφές τι εννοεί ο εξεταστής· το θεωρώ λάθος ως γενική πρόταση (χαμηλή βεβαιότητα για αυτή τη μία επιλογή).
Λύση 2: - Σωστό
Αιτιολόγηση: Από την πρώτη ορίζουσα, βγάζοντας τον κοινό παράγοντα \(2\) από την 3η γραμμή, έχουμε: $\(2 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 2 \implies \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 1.\)$ Στη δεύτερη ορίζουσα, αφαιρούμε από τη 2η γραμμή το διπλάσιο της 1ης γραμμής διαιρεμένης με 3 (δηλαδή αφαιρούμε \(2(a_1, a_2, a_3)\)), πράξη που δεν αλλάζει την τιμή της ορίζουσας, και βγάζουμε τον κοινό παράγοντα \(3\) από την 1η γραμμή: $\(\begin{vmatrix} 3a_1 & 3a_2 & 3a_3 \\ b_1 + 2a_1 & b_2 + 2a_2 & b_3 + 2a_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \cdot 1 = 3.\)$
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): Ο πίνακας \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1=3, \lambda_2=4, \lambda_3=4\). Η ορίζουσά του ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών του: \(\det A = 3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\). Ελέγχουμε τη γραμμική ανεξαρτησία των ιδιοδιανυσμάτων σχηματίζοντας τον πίνακα \(P\) με στήλες τα ιδιοδιανύσματα: $\(\det P = \begin{vmatrix} 0 & 1 & -1 \\ 1 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \begin{vmatrix} 1 & -1 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \ne 0\)$ Άρα τα τρία ιδιοδιανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα, συνεπώς το \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο. Επίσης, αφού \(\det A = 48 \ne 0\), το \(A\) είναι αντιστρέψιμο.
Οι σωστές επιλογές είναι: - \(\det A = 48\). Αιτιολόγηση: Η ορίζουσα ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών (\(3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\)). - Το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ιδιοδιανύσματά του είναι γραμμικά ανεξάρτητα. Αιτιολόγηση: Ένας \(3 \times 3\) πίνακας είναι διαγωνοποιήσιμος αν και μόνο αν έχει 3 γραμμικά ανεξάρτητα ιδιοδιανύσματα, το οποίο ισχύει εδώ. - Αν το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο, τότε είναι αντιστρέψιμο. Αιτιολόγηση: Για το συγκεκριμένο μητρώο \(A\), η πρόταση είναι λογικά αληθής διότι το \(A\) είναι όντως αντιστρέψιμο (αφού \(\det A = 48 \ne 0\)).
Θέμα 3 (εκδοχή 6 μονάδων: ιδιοτιμές \(-2,3,3\), ιδιοδιανύσματα \((1,0,0),(0,1,0),(1,0,1)\))¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: Τα διανύσματα είναι ανεξάρτητα (\(\det=1\)), άρα διαγωνοποιήσιμο· \(\det A=(-2)\cdot3\cdot3=-18\), το \(A^{-1}\) υπάρχει. - \(\det A=-18\): σωστό. \(\det A=18\): λάθος. \(A^{-1}\) υπάρχει: σωστό. «Διαγωνοποιήσιμο γιατί ανεξάρτητα»: σωστό. «Δεν διαγωνοποιείται γιατί δεν είναι ξένες»: λάθος. - «Αν διαγωνοποιήσιμο τότε αντιστρέψιμο»: όπως παραπάνω, αβέβαιο (για αυτό το \(A\) ισχύει, γενικά όχι).
Λύση 2: - Σωστό
Αιτιολόγηση: Από την πρώτη ορίζουσα, βγάζοντας τον κοινό παράγοντα \(2\) από την 3η γραμμή, έχουμε: $\(2 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 2 \implies \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 1.\)$ Στη δεύτερη ορίζουσα, αφαιρούμε από τη 2η γραμμή το διπλάσιο της 1ης γραμμής διαιρεμένης με 3 (δηλαδή αφαιρούμε \(2(a_1, a_2, a_3)\)), πράξη που δεν αλλάζει την τιμή της ορίζουσας, και βγάζουμε τον κοινό παράγοντα \(3\) από την 1η γραμμή: $\(\begin{vmatrix} 3a_1 & 3a_2 & 3a_3 \\ b_1 + 2a_1 & b_2 + 2a_2 & b_3 + 2a_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \begin{vmatrix} a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \\ c_1 & c_2 & c_3 \end{vmatrix} = 3 \cdot 1 = 3.\)$
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): Ο πίνακας \(A\) έχει ιδιοτιμές \(\lambda_1=3, \lambda_2=4, \lambda_3=4\). Η ορίζουσά του ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών του: \(\det A = 3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\). Ελέγχουμε τη γραμμική ανεξαρτησία των ιδιοδιανυσμάτων σχηματίζοντας τον πίνακα \(P\) με στήλες τα ιδιοδιανύσματα: $\(\det P = \begin{vmatrix} 0 & 1 & -1 \\ 1 & 1 & 2 \\ 0 & 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \begin{vmatrix} 1 & -1 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} = -1 \ne 0\)$ Άρα τα τρία ιδιοδιανύσματα είναι γραμμικά ανεξάρτητα, συνεπώς το \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο. Επίσης, αφού \(\det A = 48 \ne 0\), το \(A\) είναι αντιστρέψιμο.
Οι σωστές επιλογές είναι: - \(\det A = 48\). Αιτιολόγηση: Η ορίζουσα ισούται με το γινόμενο των ιδιοτιμών (\(3 \cdot 4 \cdot 4 = 48\)). - Το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο γιατί τρία ιδιοδιανύσματά του είναι γραμμικά ανεξάρτητα. Αιτιολόγηση: Ένας \(3 \times 3\) πίνακας είναι διαγωνοποιήσιμος αν και μόνο αν έχει 3 γραμμικά ανεξάρτητα ιδιοδιανύσματα, το οποίο ισχύει εδώ. - Αν το μητρώο \(A\) είναι διαγωνοποιήσιμο, τότε είναι αντιστρέψιμο. Αιτιολόγηση: Για το συγκεκριμένο μητρώο \(A\), η πρόταση είναι λογικά αληθής διότι το \(A\) είναι όντως αντιστρέψιμο (αφού \(\det A = 48 \ne 0\)).
Θέμα (IMG_20210614_203041 — \(A=\begin{pmatrix}1&2&3\\31&32&33\\61&62&63\end{pmatrix}\))¶
Αξιοπιστία: μία λύση AI, δεν έχει αντιπαραβληθεί με δεύτερη · εμπιστοσύνη λύτη: υψηλή
\(R_2-R_1=R_3-R_2=(30,30,30)\), άρα \(R_3=2R_2-R_1\), \(\operatorname{rank}=2\), \(\dim\operatorname{null}=1\) (επαληθεύτηκε). - Γραμμοϊσοδύναμο με \(I\): λάθος. \(\dim\operatorname{range}A=2\): σωστό. \(\dim\operatorname{null}A=1<2=\operatorname{rank}A\): σωστό. \(A^{-1}\) υπάρχει: λάθος. \(A\mathbf x=\mathbf 0\) έχει μη μηδενικές λύσεις: σωστό. Στήλες βάση του \(\mathbb R^3\): λάθος.
Σωστές: 2, 3, 5.
Θέμα 5 (20210614_201131, Σ/Λ)¶
Αξιοπιστία: ⚠ οι ανεξάρτητες λύσεις διαφωνούν: δες όλες και έλεγξε μόνος σου · εμπιστοσύνη λύτη: χαμηλή
Λύση 1: Οι ρίζες του χαρακτηριστικού πολυωνύμου είναι οι ιδιοτιμές, άρα \(\lambda_i=r_i\det A\), και \(\prod\lambda_i=\det A\). Συνεπώς \((\prod r_i)(\det A)^4=\det A\), και με \(\prod r_i=1\) προκύπτει \(\det A=0\) ή \((\det A)^3=1\), που δεν ισχύει για κάθε \(A\). Αντιπαράδειγμα: \(A=2I\): \(\det A=16\), ιδιοτιμές 2, άρα \(r_i=1/8\) και \(\prod r_i=1/4096\ne1\). Λάθος.
Λύση 2: Σωστές επιλογές: - Για κάθε \(\mu \le 0\) το σύστημα έχει μοναδική λύση. - Για \(\mu = 4\) και το \(b > 2a\) σύστημα δεν έχει λύση.
Αιτιολόγηση: Εκτελώντας απαλοιφή Gauss στον επαυξημένο πίνακα: αφαιρώντας \(2 \times (\text{Γραμμή 1})\) από την 3η γραμμή, η τρίτη εξίσωση γίνεται \((\mu - 4)z = b - 2a\). 1. Αν \(\mu \ne 4\), ο συντελεστής του \(z\) είναι μη μηδενικός, οπότε το σύστημα έχει μοναδική λύση για κάθε τιμή των \(a, b\). Εφόσον \(\mu \le 0 < 4\), η πρώτη πρόταση είναι σωστή. 2. Αν \(\mu = 4\), η εξίσωση γίνεται \(0 \cdot z = b - 2a\). Αν \(b > 2a\), τότε \(b - 2a \ne 0\), άρα προκύπτει \(0 \ne 0\) (αδύνατο σύστημα).
Λύση 3 (τρίτη γνώμη): - Λάθος Αιτιολόγηση: Το χαρακτηριστικό πολυώνυμο είναι \(\det(\lambda I - A) = (\lambda - \lambda_1)(\lambda - \lambda_2)(\lambda - \lambda_3)(\lambda - \lambda_4)\), όπου \(\lambda_i\) οι ιδιοτιμές. Αν ίσχυε η δοσμένη σχέση, θα είχαμε \(\lambda_i = r_i \det A\). Πολλαπλασιάζοντας, προκύπτει \(\prod \lambda_i = (r_1 r_2 r_3 r_4)(\det A)^4 \implies \det A = 1 \cdot (\det A)^4\). Αυτό συνεπάγεται ότι \(\det A \in \{0, 1\}\) (ή μιγαδικές ρίζες της μονάδας), το οποίο προφανώς δεν ισχύει για κάθε τυχαίο \(4 \times 4\) μητρώο (π.χ. αν \(\det A = 2\)).
Θέμα 6 (20210614_201131)¶
Αξιοπιστία: δεν λύθηκε
Δεν λύθηκε: η ερώτηση είναι κομμένη στη φωτογραφία.