國家安全情報人員考試三等考試-電子組(選試英文)工程數學111 年第 5 題單選題
T 是 R2 到 R2 的線性轉換,T([12])=[13],T([11])=[41],若 T([xy])=[ax+bycx+dy],下列何者正確?
D正確答案
透過線性轉換的定義建立聯立方程式或矩陣方程式,解出轉換矩陣的各個元素即可輕鬆得分。
為什麼答案是 D
解聯立方程式 c+2d=3 與 c+d=1,兩式相減直接得出 d=2,計算無誤,為正確選項。
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完整詳解
Pro · 無限重點 透過線性轉換的定義建立聯立方程式或矩陣方程式,解出轉換矩陣的各個元素即可輕鬆得分。
直接列聯立方程式最快:由 x 座標得 a+2b=1, a+b=4,兩式相減得 b=-3, a=7;由 y 座標得 c+2d=3, c+d=1,兩式相減得 d=2, c=-1。秒選 D!
逐選項分析
A✕
解聯立方程式 a+2b=1 與 a+b=4,可得 a=7,而非 5。
B✕
解聯立方程式 a+2b=1 與 a+b=4,可得 b=-3,而非 4。
C✕
解聯立方程式 c+2d=3 與 c+d=1,可得 c=-1,而非 3。
D✓ 正確
解聯立方程式 c+2d=3 與 c+d=1,兩式相減直接得出 d=2,計算無誤,為正確選項。
線性轉換求解方法比較
| 方法 | 操作步驟 | 適用時機 | 優缺點 |
|---|
| 聯立方程式法 | 將 T(v)=w 展開成純量方程式求解 | 2x2 等低維度矩陣 | 直觀且計算快,但高維度時易算錯 |
| 矩陣反元素法 | 列出 A[v1 v2] = [w1 w2],同乘反矩陣 | 任何維度,特別是 3x3 以上 | 系統化不易漏算,但求反矩陣較耗時 |
線性轉換的矩陣表示法有兩條路:直接用定義建聯立方程組,或用矩陣乘法反推。前者穩當但計算量大,後者若選擇求反矩陣,行列式是 -1 時最容易出錯—伴隨矩陣的正負號、主副對角線互換位置,任一步驟失誤都會讓四個係數全錯。關鍵判斷:看到給定的對應關係是「輸入→輸出」形式時,用定義法逐項展開最保險;若已知矩陣相乘形式,務必確認反矩陣公式的分母與符號,尤其行列式為負數時,容易在倒數步驟漏掉負號。