ViewWiki

שיעור 2 מתוך 3

הדטרמיננטה.

כ־20 דקות · 5 שאלות תרגול

כל העתקה לינארית מכפילה כל שטח באותו מקדם, הדטרמיננטה ad − bc: למה סיבוב וגזירה שומרים על שטח, מה אומרת דטרמיננטה שלילית, ומה קורה כשהיא אפס.

שלב 1 מתוך 5 · מקדם השטח

שלב 1 מתוך 5

מקדם השטח

העתקה לינארית מעבירה את ריבוע היחידה למקבילית שצלעותיה Mı^=(a,c)M\hat\imath = (a, c)⁠ ו־Mȷ^=(b,d)M\hat\jmath = (b, d)⁠. השטח של המקבילית הזאת הוא הערך המוחלט של המספר

det⁡M=ad−bc\det M = ad - bc⁠

הדטרמיננטה של MM⁠. ומאחר שאפשר למלא כל צורה בריבועים קטנים, וכל אחד מהם גדל באותו יחס, כל שטח במישור מוכפל ב־∣det⁡M∣|\det M|⁠. כאן MM⁠ בנויה מהמתיחה, הגזירה והסיבוב של המאמר. הכרטיס מראה את det⁡M\det M⁠ כשגוררים את החלת ההעתקה; לפני ההעתקה הוא 11⁠.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

כל צורה

ה־F אינה ריבוע, אבל גם השטח שלה מוכפל באותו מקדם. חשבו את השטח החדש שלה.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

דטרמיננטה שלילית

det⁡M\det M⁠ יכולה להיות שלילית. הגודל שלה הוא עדיין מקדם השטח, והסימן אומר שההעתקה הפכה את המישור: מה שהלך נגד כיוון השעון הולך עכשיו עם כיוון השעון. כאן המתיחה היא −1-1⁠. נבאו מה יקרה ל־F, ואז ראו.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

דטרמיננטה אפס

כש־det⁡M=0\det M = 0⁠ המקבילית שטוחה: Mı^M\hat\imath⁠ ו־Mȷ^M\hat\jmath⁠ על אותו קו, וכל המישור נמחץ לקו אחד או לנקודה. העתקה כזאת אי אפשר לבטל, כי נקודות רבות נוחתות על אותו מקום. מצאו הגדרה של הפקדים שמוחצת את המישור.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

מה משנה שטח

סיבוב מזיז את המישור כגוף קשיח, וגזירה מסיטה שורות בלי לשנות את גובהן. נסו כל פקד לבדו, עקבו אחרי det⁡M\det M⁠ בכרטיס, וענו.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „וקטורים והעתקות”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · חשבו

MM⁠ נבנה ממתיחה של 1.51.5⁠, גזירה של 0.50.5⁠ וסיבוב של 30°30^\circ⁠. פי כמה יגדל כל שטח במישור? ענו, ואז גררו את החלת ההעתקה וקראו את det⁡M\det M⁠ בכרטיס.

לניסוי

תרגול · חשבו

לפני ההעתקה השטח של ה־F הוא בערך 1.0551.055⁠. מה יהיה השטח שלה אחרי אותה MM⁠?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

המתיחה היא −1-1⁠, בלי גזירה ובלי סיבוב: ı^\hat\imath⁠ הולך ל־(−1,0)(-1, 0)⁠ ו־ȷ^\hat\jmath⁠ נשאר. מה יקרה ל־F?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

מחצו את כל המישור לקו אחד: שנו את הפקדים כך ש־det⁡M=0\det M = 0⁠, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · בחרו

אילו מהפקדים משנים את השטח של ה־F? סמנו את כל הנכונים. נסו כל אחד בנפרד.