鐵路人員考試高員三級-電力工程工程數學112 年第 5 題單選題
T 為 R^2 到 R^3 的線性轉換,且滿足 T(u + 4v)=\begin{bmatrix}1\\1\\0\end{bmatrix},T(2u + 3v)=\begin{bmatrix}0\\-1\\3\end{bmatrix}。T(u)=?
A\frac{1}{5}\begin{bmatrix}-3\\-7\\12\end{bmatrix}正確答案
B\frac{1}{5}\begin{bmatrix}3\\7\\12\end{bmatrix}
C\begin{bmatrix}3\\7\\12\end{bmatrix}
D\begin{bmatrix}-3\\-7\\12\end{bmatrix}
A正確答案
線性轉換具可加性與齊性,聯立兩已知方程式消去 T(v) 即可秒解 T(u)。
為什麼答案是 A
正確。利用線性轉換性質聯立方程式,消去 T(v) 後解得 T(u) = 1/5[-3, -7, 12]^T。
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完整詳解
Pro · 無限重點 線性轉換具可加性與齊性,聯立兩已知方程式消去 T(v) 即可秒解 T(u)。
將第一式乘 3,第二式乘 4 後相減,直接消去 T(v) 得到 5T(u),再除以 5 即得答案。
逐選項分析
A✓ 正確
正確。利用線性轉換性質聯立方程式,消去 T(v) 後解得 T(u) = 1/5[-3, -7, 12]^T。
B✕ 陷阱
錯誤。計算時若將向量相減的符號搞錯,會誤選此正數答案。
C✕ 陷阱
錯誤。忘記除以 5,直接將 5T(u) 的結果當作 T(u)。
D✕ 陷阱
錯誤。忘記除以 5,且符號計算也可能出錯,屬於雙重失誤。
線性轉換基本性質
| 性質 | 數學式 | 白話說明 |
|---|
| 可加性 | T(u + v) = T(u) + T(v) | 轉換前相加,等於轉換後相加 |
| 齊性 | T(cu) = cT(u) | 轉換前乘常數,等於轉換後乘常數 |
| 綜合應用 | T(au + bv) = aT(u) + bT(v) | 解題核心:展開後聯立求解 |
考生常因聯立方程式消去 T(v) 後,得到 5T(u) 的結果,卻在最後一步忘記除以 5,直接選了沒有分母的選項(如 D)。務必看清題目求的是 T(u) 還是 5T(u)!