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行列 $(6432)$ により表される線形変換 $f$ の, 平面全体の像はどのような図形になるか。最も適切なものを以下の選択肢から選びなさい。

直線 $y = -\dfrac{1}{2}x$

直線 $y = \dfrac{2}{3}x$

直線 $y = \dfrac{3}{2}x$

直線 $y =-2x$

点 $(x,y)$ の$f$ による像を $(x',y')$ とすると

$(xy)=(6432)(xy)=(6x+4y3x2y)$

ここから

$y' = -\dfrac{1}{2}x'$

であることがわかる。

また直線 $y = -\dfrac{1}{2}x$ 上の任意の点 $\left(p~, -\dfrac{1}{2}p \right)$ に対し, 点 $\left(0~,\dfrac{1}{4}p \right)$ を考えると, $\left(0~,\dfrac{1}{4}p \right)$ の $f$ による像は

$(6432)(014p) = (p12p)$

となるので, 点 $\left(p~, -\dfrac{1}{2}p \right)$ は $f$ による平面全体の像に含まれる。

以上から, $f$ による平面全体の像は直線 $y = -\dfrac{1}{2}x$ である。