A. Ve 4-rozměrném afinním prostoru jsou dány podprostory & = {[1,1,0,0]+ fi (2, a,1,1) + fe(0,1, -2,1) | tu fe eR], C = {*í + 2x2 = 2, x2 - x3 - x4 = 1 }. Chceme zjistit jejich vzájemnou polohu, a to v závislosti na hodnotě a e R. Vzájemnou polohu lze vždy jednoznačně určit podle společných bodů a vektorů: ~B n C = max ~BcvC ± max incidentní různoběžné ^nC = 0 rovnoběžné mimoběžné Vzhledem k tomu, že oba podprostory jsou dvourozměrné, je maximální možná dimenze průniku rovna 2. Společné body íBnC odpovídají řešení soustavy 2 lin. rovnic o 2 neznámých: (1 + 2*0 + 2(1 +aři + r2) = 2 (1 +aři +ř2)-(ři -2ř2)-(ři + r2) = 1 (2a + 2)U + 2ř2 = -1) í (2a + 2)U + 2ř2 = -1 (a-2)ŕ1+2fc = 0 J { (a + 4)ři =-1 Odtud je vidět, že soustava má řešení a ^ -4, a v takovém případě je řešení jednoznačné, tedy SnC — bod. Společné vektory !B n C odpovídají řešení homogenizované soustavy: (2*0 + 2(3*1 + r2) = Oj | (23 + 2)*! +2ř2 =0 (aři + fe) - (*i - 2ř2) - (*! + ř2) = 0 J ~ "' ~ j (a + 4)*! = 0 Odtud je vidět, že soustava má netriviální řešení <^^> a = -4, a v takovém případě má S n C dimenzi 1. Celkem tak dostáváme: • pro a = -4je£nC = 0adim(£nC) = 1, tedy SaC jsou mimoběžné (a mají společný směr), • pro a ± -4 je Sn C = bod a~S nC = {o}, tedy SaC jsou různoběžné (a mají společný bod). Pro úplnost můžeme dořešit odpovídající soustavy: • pro a = -4 odpovídán n C řešení t2 = 3U, kde U = lib., tedy společný směr je generován vektorem (2, -1, -5,4), • pro a ^ -4 odpovídá íBnC řešení ^ = --J-r a f2 = "2 tedy společný bod jest [§±§, . ^±1. a+4 ^ 2a+8' a+6 -a+1 a-4 ] 2a+8 ' a+4 ' 2a+8 J" B. Předpokládejme, že oba podprostory jsou dány parametricky, S = {[1,1,0,0] + ři(2,a,1,1) + fe(0,1,-2,1)|ř1,fe gR), C = {[2,0,0,-1] + S!(-2,1,0,1) + $2(0,0,1,-1) |si,s2 e r). Myšlenky jsou stejné, akorát technické provedení se různí... Společné body !BnC odpovídají řešení soustavy 4 lin. rovnic o 4 neznámých: 1 +2ři 1 + aři + ř2 ři - 2ř2 ři +ř2 2-2si Si s2 -1 +Si - s2 2ři +2S! = 1 aři + ř2 - Si = -1 ři -2ř2 - s2 = 0 ři + ř2 - Si + s2 = -1 (a + 4)ř! (a-2)ř! +2ř2 2ři -Í2 ři +ř2 Si Si + s2 -r o -i -i Odtud je vidět, že soustava má řešení <^^> a ^ -4, a v takovém případě je řešení jednoznačné, tedy íBnC = bod. Společné vektory É n C odpovídají řešení homogenizované soustavy: '(a + 4)f! = (T (a-2)ři +2ŕ2 = 0 2ři - ř2 - Si =0 ři + - si + % = 0 Odtud je vidět, že soustava má netriviální řešení <^^> a = -4, a v takovém případě rr\á~S n~C dimenzi 1. Závěry jsou samozřejmě stejné jako na str. 3. Pro úplnost můžeme dořešit odpovídající soustavy: K vyjádření průniku SnC, resp. průniku zaměření^? cvC můžeme dojít dvojím způsobem, a to buď dosazením ři a ř2 do parametrického vyjádření OB, nebo dosazením Si a s2 do C. V obou případech dostaneme totéž, což navíc bude souhlasit s výsledky uvedenými výše... C. Předpokládejme, že oba podprostory jsou dány rovnicově, S = {3*1 - 2x3 - 4x4 = 3, (a - 1 )^ - 2x2 + 2x4 = a - 3}, C = {*i + 2x2 = 2, x2 - x3 - x4 = 1 }. Myšlenky jsou pořád stejné, akorát technické provedení se různí... Společné body !BnC odpovídají řešení soustavy 4 lin. rovnic o 4 neznámých: 3*1 -2x3 -4x4 3 (a - 1 )xí -2x2 +2x4 = a - 3 xi +2x2 - 2 X2 - x3 - x4 = 1 (a + 4)xi = a - 2 1 Xi +2x2 = 2 (a-1)xi -2x3 =a-1 *2 - x3 - x4 = 1 Odtud je vidět, že soustava má řešení <^^> a ^ -4, a v takovém případě je řešení jednoznačné, tedy íBnC = bod. Společné vektory !B n C odpovídají řešení homogenizované soustavy: f (a + 4)x! (a - 1 )xí -2x3 X2 — X3 — X4 0" 0 o o Odtud je vidět, že soustava má netriviální řešení <^^> a = -4, a v takovém případě má^nC dimenzi 1 Závěry jsou samozřejmě stejné jako na str. 3. Pro úplnost můžeme dořešit odpovídající soustavy: Vyjádření průniku SnC, resp. průniku zaměření $ n~C bude souhlasit s výsledky uvedenými výše...