与えられた行列の演算を計算します。具体的には、以下の計算を行います。 $2\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 3 & 1 & 2 \\ 2 & 3 & 1 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 0 & -1 & 1 \\ 1 & 0 & -1 \\ -1 & 1 & 0 \end{pmatrix} + 3\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$

代数学行列行列演算スカラー倍行列の加減算
2025/5/18

1. 問題の内容

与えられた行列の演算を計算します。具体的には、以下の計算を行います。
2(123312231)(011101110)+3(100010001)2\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 3 & 1 & 2 \\ 2 & 3 & 1 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 0 & -1 & 1 \\ 1 & 0 & -1 \\ -1 & 1 & 0 \end{pmatrix} + 3\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}

2. 解き方の手順

まず、それぞれの行列にスカラーを掛けます。
2(123312231)=(246624462)2\begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 3 & 1 & 2 \\ 2 & 3 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 & 4 & 6 \\ 6 & 2 & 4 \\ 4 & 6 & 2 \end{pmatrix}
3(100010001)=(300030003)3\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 3 & 0 & 0 \\ 0 & 3 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix}
次に、これらの行列を問題の式に従って足し合わせます。
(246624462)(011101110)+(300030003)=(20+34(1)+061+061+020+34(1)+04(1)+061+020+3)\begin{pmatrix} 2 & 4 & 6 \\ 6 & 2 & 4 \\ 4 & 6 & 2 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 0 & -1 & 1 \\ 1 & 0 & -1 \\ -1 & 1 & 0 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} 3 & 0 & 0 \\ 0 & 3 & 0 \\ 0 & 0 & 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2-0+3 & 4-(-1)+0 & 6-1+0 \\ 6-1+0 & 2-0+3 & 4-(-1)+0 \\ 4-(-1)+0 & 6-1+0 & 2-0+3 \end{pmatrix}
(555555555)\begin{pmatrix} 5 & 5 & 5 \\ 5 & 5 & 5 \\ 5 & 5 & 5 \end{pmatrix}

3. 最終的な答え

(555555555)\begin{pmatrix} 5 & 5 & 5 \\ 5 & 5 & 5 \\ 5 & 5 & 5 \end{pmatrix}

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