Prof. Alex Suciu
MTH1230 Linear Algebra
Spring 2001
Final Exam: Solutions
Problem 1
A={{1,6,-7},{2,2,1},{5,4,4}};
MatrixForm[A]
![[Graphics:Images/index_gr_1.gif]](index_gr_1.gif)
NullSpace[A]
![[Graphics:Images/index_gr_2.gif]](index_gr_2.gif)
Solve[A.{x,y,z}=={-2,1,3},{x,y,z}]
![[Graphics:Images/index_gr_3.gif]](index_gr_3.gif)
Problem 2
A={{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,10},{11,12,13,14,15},
{16,17,18,19,20}};
RowReduce[A]
![[Graphics:Images/index_gr_4.gif]](index_gr_4.gif)
NullSpace[A]
![[Graphics:Images/index_gr_5.gif]](index_gr_5.gif)
Length[NullSpace[Transpose[A]]]
![[Graphics:Images/index_gr_6.gif]](index_gr_6.gif)
Length[NullSpace[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_7.gif]](index_gr_7.gif)
4-Length[NullSpace[Transpose[A]]]
![[Graphics:Images/index_gr_8.gif]](index_gr_8.gif)
5-Length[NullSpace[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_9.gif]](index_gr_9.gif)
Problem 3
A={{0,1},{1,1},{2,1},{3,1}}; y={2,1,4,6};
Transpose[A].A
![[Graphics:Images/index_gr_10.gif]](index_gr_10.gif)
Inverse[Transpose[A].A]
![[Graphics:Images/index_gr_11.gif]](index_gr_11.gif)
PseudoInverse[A]
![[Graphics:Images/index_gr_12.gif]](index_gr_12.gif)
{m,b}=Inverse[Transpose[A].A].Transpose[A].y
![[Graphics:Images/index_gr_13.gif]](index_gr_13.gif)
4*m+b
![[Graphics:Images/index_gr_14.gif]](index_gr_14.gif)
Problem 4
<<LinearAlgebra`Orthogonalization`
GramSchmidt[{{0,3,4},{0,2,1},{1,2,3}}]
![[Graphics:Images/index_gr_15.gif]](index_gr_15.gif)
Abs[Det[{{0,3,4},{0,2,1},{1,2,3}}]]
![[Graphics:Images/index_gr_16.gif]](index_gr_16.gif)
Problem 5
A={{Cos[120*Degree],0,-Sin[120*Degree]},{0,-1,0},
{Sin[120*Degree],0,Cos[120*Degree]}}
![[Graphics:Images/index_gr_17.gif]](index_gr_17.gif)
Det[A]
![[Graphics:Images/index_gr_18.gif]](index_gr_18.gif)
Transpose[A] . A == IdentityMatrix[3]
![[Graphics:Images/index_gr_19.gif]](index_gr_19.gif)
Inverse[A]
![[Graphics:Images/index_gr_20.gif]](index_gr_20.gif)
A.{-2, 5, 1}
![[Graphics:Images/index_gr_21.gif]](index_gr_21.gif)
N[%]
![[Graphics:Images/index_gr_22.gif]](index_gr_22.gif)
Problem 6
A=DiagonalMatrix[{-2,1,3,4}];
Det[t*IdentityMatrix[4]-A]
![[Graphics:Images/index_gr_23.gif]](index_gr_23.gif)
{Tr[A],Det[A]}
![[Graphics:Images/index_gr_24.gif]](index_gr_24.gif)
Det[-2*A]
![[Graphics:Images/index_gr_25.gif]](index_gr_25.gif)
Det[A+2*IdentityMatrix[4]]
![[Graphics:Images/index_gr_26.gif]](index_gr_26.gif)
Eigenvalues[MatrixPower[A,3]]
![[Graphics:Images/index_gr_27.gif]](index_gr_27.gif)
Det[A]=!=0
![[Graphics:Images/index_gr_28.gif]](index_gr_28.gif)
Transpose[A].A==IdentityMatrix[4]
![[Graphics:Images/index_gr_29.gif]](index_gr_29.gif)
Complement[Union[Eigenvalues[A]],Eigenvalues[A]]=={}
![[Graphics:Images/index_gr_30.gif]](index_gr_30.gif)
Problem 7
S={{4,1},{2,1}}
![[Graphics:Images/index_gr_31.gif]](index_gr_31.gif)
MatrixForm[S]
![[Graphics:Images/index_gr_32.gif]](index_gr_32.gif)
d={{-2,0},{0,5}}
![[Graphics:Images/index_gr_33.gif]](index_gr_33.gif)
Inverse[S]
![[Graphics:Images/index_gr_34.gif]](index_gr_34.gif)
A=S.d.Inverse[S]
![[Graphics:Images/index_gr_35.gif]](index_gr_35.gif)
Problem 8
A={{5,6,0},{7,6,0},{0,0,3}}
![[Graphics:Images/index_gr_36.gif]](index_gr_36.gif)
Eigenvalues[A]
![[Graphics:Images/index_gr_37.gif]](index_gr_37.gif)
S=Transpose[Eigenvectors[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_38.gif]](index_gr_38.gif)
d=DiagonalMatrix[Eigenvalues[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_39.gif]](index_gr_39.gif)
A==S.d.Inverse[S]
![[Graphics:Images/index_gr_40.gif]](index_gr_40.gif)
Problem 9
A={{27,-12},{56,-25}};
MatrixForm[A]
![[Graphics:Images/index_gr_41.gif]](index_gr_41.gif)
Simplify[MatrixPower[A,t]]
![[Graphics:Images/index_gr_42.gif]](index_gr_42.gif)
S=Transpose[Eigenvectors[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_43.gif]](index_gr_43.gif)
MatrixForm[S]
![[Graphics:Images/index_gr_44.gif]](index_gr_44.gif)
d=DiagonalMatrix[Eigenvalues[A]]
![[Graphics:Images/index_gr_45.gif]](index_gr_45.gif)
S.MatrixPower[d,t].Inverse[S]
![[Graphics:Images/index_gr_46.gif]](index_gr_46.gif)
Converted by Mathematica
June 7, 2001