与えられた3つの行列の積を計算する問題です。行列はそれぞれ $\begin{pmatrix} -2 & 1 \\ -2 & -1 \end{pmatrix}$, $\begin{pmatrix} 1 & -1 & -2 \\ -1 & 3 & 1 \end{pmatrix}$, $\begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -2 & 2 \\ -1 & 5 \end{pmatrix}$ です。

代数学行列行列の積線形代数
2025/7/20

1. 問題の内容

与えられた3つの行列の積を計算する問題です。行列はそれぞれ
(2121)\begin{pmatrix} -2 & 1 \\ -2 & -1 \end{pmatrix}, (112131)\begin{pmatrix} 1 & -1 & -2 \\ -1 & 3 & 1 \end{pmatrix}, (112215)\begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -2 & 2 \\ -1 & 5 \end{pmatrix}
です。

2. 解き方の手順

まず、最初の2つの行列の積を計算します。
(2121)(112131)=(2(1)+1(1)2(1)+1(3)2(2)+1(1)2(1)+(1)(1)2(1)+(1)(3)2(2)+(1)(1))=(355113)\begin{pmatrix} -2 & 1 \\ -2 & -1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & -1 & -2 \\ -1 & 3 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2(1) + 1(-1) & -2(-1) + 1(3) & -2(-2) + 1(1) \\ -2(1) + (-1)(-1) & -2(-1) + (-1)(3) & -2(-2) + (-1)(1) \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -3 & 5 & 5 \\ -1 & -1 & 3 \end{pmatrix}
次に、得られた行列と最後の行列の積を計算します。
(355113)(112215)=(3(1)+5(2)+5(1)3(1)+5(2)+5(5)1(1)+(1)(2)+3(1)1(1)+(1)(2)+3(5))=(31053+10+251+2312+15)=(1838214)\begin{pmatrix} -3 & 5 & 5 \\ -1 & -1 & 3 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -2 & 2 \\ -1 & 5 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -3(1) + 5(-2) + 5(-1) & -3(-1) + 5(2) + 5(5) \\ -1(1) + (-1)(-2) + 3(-1) & -1(-1) + (-1)(2) + 3(5) \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -3 - 10 - 5 & 3 + 10 + 25 \\ -1 + 2 - 3 & 1 - 2 + 15 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -18 & 38 \\ -2 & 14 \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

(1838214)\begin{pmatrix} -18 & 38 \\ -2 & 14 \end{pmatrix}
したがって、答えは -18 38
-2 14 です。

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