Documentation

  • Demos
  • Visit our website
  • Contact us
  • CalcMe

    • Home
    • CalcMe
    • CalcMe

    Instruccions d'àlgebra

    Reading time: 6min

    Els nombres

    Nombres complexos

    Per definir i operar amb nombres complexos, hauràs d'introduir la unitat imaginària i equals square root of negative 1 end root mitjançant la icona present a la secció Symbols del Menu o utilitzant la drecera de teclat Ctrl+J. Fixa't que el nombre imaginari apareix en color verd, en cas contrari CalcMe  l'interpreta com una variable qualsevol.

    complex_1.png

    A partir d'aquí, pots escriure de manera natural nombres complexos en forma binòmica i trobar la seva part real i imaginària, la seva norma, el seu argument, la seva representació en forma polar, el seu conjugat i el seu invers utilitzant les diferents comandes disponibles.

    calc.complex1.left.calc.png
    calc.complex1.right.calc.png

     

    A banda, també pots operar amb aquests nombres, començant per potser les operacions més fàcils: la suma i la resta. Fixa't que sumar o restar nombres complexos acaba sent el mateix que fer-ho amb vectors del pla.

    calc.complex2.calc.png
    calc.complex2.plotter0.calc.png

     

    En canvi, a l'hora de multiplicar dos nombres complexos z subscript 1 equals a plus b times i comma z subscript 2 equals c plus d times i, t'has d'imaginar que estàs multiplicant dos polinomis i aplicar la propietat distributiva. Com que i times i equals i squared equals negative 1, la part real del producte serà el producte de parts reals menys el producte de parts imaginàries a times c minus b times d. mentre que la part imaginària serà la suma dels productes creuats a times d plus b times c.

    calc.complex3.calc.png

     

    Per últim, quan divideixis nombres complexos, has d'eliminar la part complexa del denominador multiplicant i dividint pel seu conjugat. D'aquesta manera, només hauràs de dividir el nombre complex del denominador per un valor real.

    calc.complex4.calc.png

    Elements d'àlgebra lineal

    Vectors i matrius

    Per començar a treballar amb elements propis de l'àlgebra lineal, inicialment has de veure com es defineixen vectors i matrius a CalcMe.  Per definir vectors, pots fer-ho de tres maneres diferents: mitjançant la comanda vector, utilitzant la icona present a la secció Àlgebra lineal del Menú, o escrivint-lo manualment. Les dues últimes són les més habituals.

    algebra_1.png

    També pots definir vectors com a variables, realitzar operacions bàsiques entre ells i accedir a elements concrets d'aquests.

    calc.algebra1.calc.png

    Suggeriment

    Si vols veure com crear vectors utilitzant la pròpia funció, fes un cop d'ull a la seva pàgina dedicada.

    Per altra banda, a l'hora de definir matrius només tens dues opcions, tot i que són més que suficients. Pots utilitzar la icona que es troba al costat de la dels vectors a Àlgebra lineal o introduir-la manualment, com a vector de vectors.

    algebra_2.png

    A banda, un cop creada la matriu, pots modificar-ne les dimensions inserint o eliminant files i columnes mitjançant més icones presents al Menú.

    algebra_3.png

    Finalment, i de la mateixa manera que amb els vectors, també pots realitzar operacions bàsiques entre matrius i accedir als seus elements.

    calc.algebra2.calc.png

    Operacions amb matrius

    A banda de les operacions bàsiques ja vistes com la suma de matrius o el producte de matrius per escalars, CalcMe et permet realitzar un gran ventall d'accions donat un conjunt de matrius. La primera de totes, el producte entre matrius.

    calc.algebra3.left.calc.png
    calc.algebra3.right.calc.png

     

    Seguint amb operacions clàssiques amb matrius, pots també trobar comandes a la secció d'Àlgebra lineal del Menú que permeten calcular el determinant, la inversa i la transposada d'una matriu donada. De la mateixa manera, també pots crear fàcilment una matriu identitat de la dimensió que vulguis.

    algebra_4.png

    Per últim, pots trobar el rang, el nucli i la imatge d'una matriu qualsevol utilitzant les comandes corresponents.

    calc.algebra4.calc.png

    Canvi de base

    Donades dues bases d'un espai vectorial V, en el nostre cas B equals left curly bracket left parenthesis 1 comma 1 comma 1 right parenthesis comma left parenthesis 1 comma 0 comma 3 right parenthesis comma left parenthesis 3 comma 4 comma 5 right parenthesis right curly bracket i A equals left curly bracket left parenthesis 2 comma 3 comma negative 1 right parenthesis comma left parenthesis 0 comma 0 comma 1 right parenthesis comma left parenthesis 2 comma 1 comma 0 right parenthesis right curly bracket, la matriu  C que té per columnes les coordenades dels vectors de B en base A, s'anomena matriu del canvi de base de B a A. CalcMe et permet trobar aquesta matriu i, en conseqüència, les coordenades de vectors de B en la base A.

    calc.algebra5.calc.png

    Equació d'una recta al pla i a l'espai

    Per crear una recta, és necessari que defineixis un punt per on ha de passar i la direcció que seguirà. Amb aquests ingredients (tot i que no són els únics possibles) i la comanda recta, pots crear i representar fàcilment una recta al pla.

    calc.algebra6.calc.png
    calc.algebra6.plotter0.calc.png

     

    Amb una sintaxi similar, pots estendre aquestes accions a l'espai i crear i representar una recta en 3 dimensions. Fixa't que la recta apareix com a intersecció de dos plans.

    calc.algebra7.calc.png
    calc.algebra7.plotter0.calc.png

    Suggeriment

    Si vols veure els diferents paràmetres necessaris per crear una recta, fes un cop d'ull a la seva pàgina dedicada.

    Equació del pla a l'espai

    Per altra banda, per crear un pla a l'espai, necessitaràs un punt i dos vectors directors. Amb aquests ingredients (tot i que no són els únics possibles) i la comanda pla, pots crear i representar fàcilment un pla a l'espai.

    calc.algebra8.calc.png
    calc.algebra8.plotter0.calc.png

    Suggeriment

    Si vols veure els diferents paràmetres necessaris per crear un pla, fes un cop d'ull a la seva pàgina dedicada.

    Sistemes d'equacions lineals

    Solució, solució amb graus de llibertat

    Per resoldre sistemes d'equacions lineals, tan determinats com amb múltiples solucions, hi ha essencialment dues metodologies: introduint les equacions manualment tot separant-les utilitzant l'acció Nova Línia (Shift + Enter) o mitjançant la comanda resol.

    sel_1.png

    En cas que vulguis assignar aquestes solucions a una variable, has de tenir en compte la notació singular que s'ha d'utilitzar. A més, en el cas d'un sistema compatible indeterminat, podràs anar veient quin valor pren la solució en funció de la variable dependent.

    calc.sel1.calc.png

     

    La resolució de sistemes com els vists anteriorment t'obren una àmplia gamma d'opcions a l'hora de resoldre problemes amb diverses incògnites. Donat el següent esquema que mostra el flux de dades (en MB per hora) entre sis encaminadors (A minus F) d'una xarxa.

    sel_2.png

     

    Pots trobar el flux de dades entre cada parell d'encaminadors directament enllaçats (x comma y comma z comma t comma u comma v comma w) si tens en compte que el flux de dades que entra per cada un d'ells és el mateix que en surt. A banda, saps que el flux total de dades entrant és de 1100 MB (per A i F) i igual al flux sortint (per C i D).

    calc.sel2.calc.png

     

    Afegint un parell de condicions com, per exemple, que el flux de  B a C sigui de 200 MB per hora i que el flux de A a D sigui de 500 MB hora, pots trobar una única solució pel sistema d'equacions lineals.

    calc.sel3.calc.png

    Intersecció de plans

    Tots els sistemes lineals vists anteriorment, es poden interpretar geomètricament com un conjunt de plans a l'espai que s'intersecaran en un punt (sistema compatible determinat), en una recta (sistema compatible indeterminat amb un grau de llibertat), en un pla (sistema compatible indeterminat amb dos graus de llibertat) o en cap punt (sistema incompatible).

    Quan el rang de la matriu dels coeficients del pla coincideixi amb el rang de la matriu ampliada, els plans s'intersecaran en un o més punts (el conjunt de solucions del sistema lineal corresponent). A més, si aquest rang és el mateix que el nombre d'incògnites, aquesta intersecció serà un únic punt.

    calc.planes1.calc.png

     

    Per altra banda, si aquests rangs coincideixen entre si però són menors que el nombre d'incògnites, els plans s'intersecaran en un nombre infinit de punts. Si el sistema té un grau de llibertat, s'intersecaran en una recta, si en té dos, en un pla.

    calc.planes2.calc.png

     

    Aquesta situació també es pot donar en considerar més de dos plans. De fet, n'hi ha infinits que passin per una recta donada.

    calc.planes3.calc.png

     

    Per últim, si els plans són paral·lels (mateixos vectors directors però diferents punts), no existirà cap punt d'intersecció i es tractarà del cas del sistema incompatible.

    calc.planes4.calc.png

     

    De la mateixa manera, donats dos plans paral·lels, qualsevol altre pla que afegim a la situació podrà intersecar-se (o no) amb els plans inicials però mai aconseguir que el sistema tingui alguna solució.

    calc.planes5.calc.png

    Aplicacions lineals

    Donat un endomorfisme f qualsevol i la seva matriu A, pots utilitzar les comandes imatge i nucli per trobar el conjunt de vectors que són imatge d'algun dels vectors inicials (I m left parenthesis f right parenthesis) i el conjunt de vectors la imatge de f pels quals és 0 (K e r left parenthesis f right parenthesis).

    calc.maps1.calc.png

     

    Per altra banda, també pots trobar els valors propis i vectors propis corresponents de l'endomorfisme utilitzant les comandes vaps i veps: Com ja deus saber, es verifica que A times v subscript i equals lambda subscript i times v subscript i.

    calc.maps2.calc.png

     

    De la mateixa manera, pots calcular aquests valors i vectors propis a partir del polinomi característic. Un cop calculats, pots utilitzar-ho per trobar la matriu de l'aplicació en forma diagonal a la base de vectors propis.

    calc.maps3.calc.png

     

    Una de les aplicacions d'aquesta descomposició és trobar potències de grau elevat de la matriu inicial. Com que A equals P times D times P to the power of negative 1 end exponent, si vols calcular A to the power of n només hauràs d'elevar la matriu diagonal D (és a dir, els vaps) a l'enèsima potència i multiplicar per la matriu P i la matriu P to the power of negative 1 end exponent.

    calc.maps4.calc.png

    Transformacions geomètriques

    Translació

    La translació és una transformació que mou objectes sense causar-los cap deformació, atès que cada punt de l’objecte és traslladat en la mateixa direcció i a la mateixa distància. Per tal de definir-la, només has d'establir la distància de translació (tant en l'eix x com en l'eix y).

    calc.transformations1.calc.png
    calc.transformations1.plotter0.calc.png

     

    De fet, pots aplicar aquesta transformació a objectes més complexos que punts.

    calc.transformations2.calc.png
    calc.transformations2.plotter0.calc.png

    Rotació

    En aplicar una rotació sobre un punt P, la posició d’aquest es modifica, seguint una trajectòria circular en el pla. Per tal de definir-la, has d'establir l'angle de rotació i el punt de rotació o pivot. Si no ho indiques CalcMe interpretarà que el pivot és l'origen.

    calc.transformations3.calc.png
    calc.transformations3.plotter0.calc.png

     

    Tal com has vist anteriorment, també pots aplicar aquesta transformació a un objecte més complex.

    calc.transformations4.calc.png
    calc.transformations4.plotter0.calc.png

     

    O especificant un altre punt de rotació diferent de l'origen.

    calc.transformations5.calc.png
    calc.transformations5.plotter0.calc.png

    Escalatge

    Aplicar un escalatge sobre un punt P emprant un punt fix P subscript 0, implica multiplicar per uns factors donats les distàncies horitzontal i vertical entre P subscript 0 i P. Si no ho indiques, CalcMe interpretarà que el punt P subscript 0 és l'origen.

    calc.transformations6.calc.png
    calc.transformations6.plotter0.calc.png

     

    Tal com has vist anteriorment, també pots aplicar aquesta transformació a un objecte més complex.

    calc.transformations7.calc.png
    calc.transformations7.plotter0.calc.png

     

    O especificant un altre punt fix diferent de l'origen. En aquest cas, hauràs de començar aplicant una translació de tal manera que el punt fix coincideixi amb l'origen de coordenades. Un cop fet el moviment, has d'aplicar l'escalatge i, per acabar, desfer la translació.

    calc.transformations8.calc.png
    calc.transformations8.plotter0.calc.png

    Was this article helpful?

    Yes
    No
    Give feedback about this article

    Related Articles

    • Guia Bàsica de CalcMe per la UOC
    • Crear i guardar una sessió amb CalcMe
    • Instruccions matemàtiques bàsiques
    • Instruccions d'anàlisi matemàtica

    Instruccions d'àlgebra

    Els nombres Nombres complexos Elements d'àlgebra lineal Vectors i matrius Suggeriment Operacions amb matrius Canvi de base Equació d'una recta al pla i a l'espai Suggeriment Equació del pla a l'espai Suggeriment Sistemes d'equacions lineals Solució, solució amb graus de llibertat Intersecció de plans Aplicacions lineals Transformacions geomètriques Translació Rotació Escalatge

    Making people’s STEM work more meaningful

    MathType

    • MathType for Office Tools
    • MathType for Mac
    • MathType for Microsoft 365
    • MathType for Google Workspace
    • MathType for LMS
    • MathType for XML Editors
    • Arabic notation
    • Our products accessibility
    • MathType is online

    WirisQuizzes

    Learning Lemur

    Solutions for Education

    • Blackboard Learn
    • Brightspace by D2L
    • Canvas
    • Google Classroom
    • Moodle
    • Schoology

    Solutions for Publishing Houses

    Solutions for Technical Writers

    Solutions for Chemistry

    Integrations

    • HTML Editors
    • MathType in WordPress

    Pricing

    Company

    Careers

    Blog

    Contact Us

    Buy Now

    Plugin Downloads

    © Wiris 2025

    • Cookie Preferences
    • Cookie Policy
    • Terms of Use
    • Privacy Policy / GDPR
    • Student Data Privacy
    • Compliance
    • Powered by Helpjuice
    Expand