3つの行列の積を計算する問題です。 つまり、$\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & -2 \\ -1 & -2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & 1 & -1 \\ 2 & 2 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 \\ -1 \\ 3 \end{pmatrix}$ を計算します。

代数学行列行列の積線形代数
2025/5/9

1. 問題の内容

3つの行列の積を計算する問題です。
つまり、(000212)(111221)(113)\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & -2 \\ -1 & -2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & 1 & -1 \\ 2 & 2 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 \\ -1 \\ 3 \end{pmatrix} を計算します。

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。
(000212)(111221)=(01+0201+020(1)+0101+(2)201+(2)20(1)+(2)1(1)1+(2)2(1)1+(2)2(1)(1)+(2)1)=(000442551)\begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 0 & -2 \\ -1 & -2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 & 1 & -1 \\ 2 & 2 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \cdot 1 + 0 \cdot 2 & 0 \cdot 1 + 0 \cdot 2 & 0 \cdot (-1) + 0 \cdot 1 \\ 0 \cdot 1 + (-2) \cdot 2 & 0 \cdot 1 + (-2) \cdot 2 & 0 \cdot (-1) + (-2) \cdot 1 \\ (-1) \cdot 1 + (-2) \cdot 2 & (-1) \cdot 1 + (-2) \cdot 2 & (-1) \cdot (-1) + (-2) \cdot 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \\ -4 & -4 & -2 \\ -5 & -5 & -1 \end{pmatrix}
次に、求めた行列と最後の行列の積を計算します。
(000442551)(113)=(01+0(1)+0341+(4)(1)+(2)351+(5)(1)+(1)3)=(04+465+53)=(063)\begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \\ -4 & -4 & -2 \\ -5 & -5 & -1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 1 \\ -1 \\ 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \cdot 1 + 0 \cdot (-1) + 0 \cdot 3 \\ -4 \cdot 1 + (-4) \cdot (-1) + (-2) \cdot 3 \\ -5 \cdot 1 + (-5) \cdot (-1) + (-1) \cdot 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ -4 + 4 - 6 \\ -5 + 5 - 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ -6 \\ -3 \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

0
-6
-3

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