数学C|数学的な表現の工夫(行列を含む) ドリル第22回(定着練習)

注意事項

各問10点(答え4点・途中式または根拠6点)。答えだけでなく理由を書きましょう。解答に示す式と同値の表現も正解です。図形は文中の配置に従って補助図を描いてください。【発展】は行列の学習を深めたい人向けです。

問題

問題1|行列の和:在庫集計

在庫行列A=\(\begin{pmatrix}4&3\\1&4\end{pmatrix}\)、入荷行列B=\(\begin{pmatrix}1&2\\3&4\end{pmatrix}\)です。対応成分を足す定義でA+Bを求めなさい。

問題2|行列の実数倍

A=\(\begin{pmatrix}4&3\\1&7\end{pmatrix}\)。全成分を2倍する定義で、2Aを求めなさい。

問題3|行列と金額

販売個数行列\(\begin{pmatrix}4&3\\3&4\end{pmatrix}\)の行はA店,B店、列はX,Y。単価列は(1,2)です。行と列の対応する積の和で、各店の売上を求めなさい。

問題4|離散グラフと隣接行列

頂点A,B,Cをもつ無向グラフで、辺AB、BCがあります。各辺の移動時間は4分です。頂点順A,B,Cの隣接行列を作り、AからCへの最短移動時間を求めなさい。

問題5|グラフと次数

頂点10個からなる無向の輪のグラフで、隣り合う頂点を辺で結びます。各頂点の次数と辺数を求めなさい。


解答・解説

解答1|行列の和:在庫集計

同じ位置の成分を足します。行・列の分類が同じ在庫と入荷であることが必要です。

\[ \boxed{\begin{pmatrix}5&5\\4&8\end{pmatrix}} \]

解答2|行列の実数倍

行列の全ての成分に同じ倍率を掛けます。

\[ \boxed{\begin{pmatrix}8&6\\2&14\end{pmatrix}} \]

解答3|行列と金額

A店はa×c+b×(c+1)、B店はb×c+a×(c+1)。積の各行が各店舗の金額になります。

\[ \boxed{\begin{pmatrix}10\\11\end{pmatrix}} \]

解答4|離散グラフと隣接行列

直接の辺がある成分を1にします。AからCはBを経由する2辺なので2a分です。

\[ \boxed{\begin{pmatrix}0&1&0\\1&0&1\\0&1&0\end{pmatrix},\quad8\text{分}} \]

解答5|グラフと次数

各頂点に2辺が接続。次数の合計2(a+2)は辺数の2倍になるので辺数はa+2です。

\[ \boxed{\text{次数}2,\quad\text{辺数}10} \]

復習記録

得点:____ / 50点 解き直す問題:____ 次回までに確認する公式・条件:____

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