$$ \newcommand\bm[1]{\boldsymbol{#1}} \renewcommand\limsup{\varlimsup} \renewcommand\liminf{\varliminf} $$

$2$ つの点 $(a,c)$, $(b,d)$ について, $ad-bc\neq 0$ が成り立つとする. このとき, 点 $(a,c)$, $(b,d)$ をそれぞれ点 $(s,u)$, $(t,v)$ に移す $1$ 次変換を 表す行列 $A$ を求めよ.

解答例 1

$A\begin{pmatrix} a \\ c \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} s \\ u \end{pmatrix}$, $A\begin{pmatrix} b \\ d \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} t \\ v \end{pmatrix}$ であるから, $$ A\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} s & t \\ u & v \end{pmatrix}. $$ $ad-bc\neq 0$ より, $$ \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}^{-1} = \frac{1}{ad-bc}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} $$ であるから, \begin{equation*} \begin{split} A &= A \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}^{-1} \\ &= \begin{pmatrix} s & t \\ u & v \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}^{-1} \\ &=\frac{1}{ad-bc} \begin{pmatrix} s & t \\ u & v \end{pmatrix} \begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} \\ &=\frac{1}{ad-bc} \begin{pmatrix} sd-tc & at-sb \\ du-cv & av-bu \end{pmatrix}. \end{split} \end{equation*}

最終更新日:2011年11月02日

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