線形変換の性質 03 | アドウィンテクノ塾

線形変換 $f$ が $2$ つのベクトル $\overrightarrow{a}$, $\overrightarrow{b}$ に対し

$f(\overrightarrow{a}) = $\begin{pmatrix} 2 \\ 2 \end{pmatrix}$ $, $f(\overrightarrow{b}) = $\begin{pmatrix} -2 \\ 3 \end{pmatrix}$ $

となる時, $f(3\overrightarrow{a} - 3\overrightarrow{b})$ の値として正しいものを以下の選択肢から選びなさい。

$ $\begin{pmatrix} 12 \\ -3 \end{pmatrix}$ $

$ $\begin{pmatrix} 0 \\ 15 \end{pmatrix}$ $

$ $\begin{pmatrix} 0 \\ -3 \end{pmatrix}$ $

$ $\begin{pmatrix} 12 \\ 15 \end{pmatrix}$ $

変換 $f$ が線形変換である時, 実数 $k$, $l$ とベクトル $\overrightarrow{a}$, $\overrightarrow{b}$ に対し

$f(k \overrightarrow{a} + l \overrightarrow{b}) = kf(\overrightarrow{a}) + lf(\overrightarrow{b})$

が成り立つので

$ $\begin{eqnarray*} f(3\overrightarrow{a} - 3\overrightarrow{b}) & = & 3 f(\overrightarrow{a}) - 3 f(\overrightarrow{b}) \\[1em] & = & 3\begin{pmatrix} 2 \\ 2\end{pmatrix} - 3\begin{pmatrix} -2 \\ 3 \end{pmatrix}\\[1em] & = & \begin{pmatrix} 6 - (-6) \\ 6 - 9 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 12 \\ -3 \end{pmatrix} \end{eqnarray*}$ $

よって $f(3\overrightarrow{a} - 3\overrightarrow{b}) = $\begin{pmatrix} 12 \\ -3 \end{pmatrix}$ $ である。