공통수학1행렬과 그 연산수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

행렬 집합 보기

문제

집합 PPP={(1001),(0110),(1100),(0011),(1010),(0101)}\displaystyle P = \left\{ \begin{array}{lll} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{matrix} \end{array} \right) _{,} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{matrix} \end{array} \right) _{,} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 1 & 1 \\ 0 & 0 \end{matrix} \end{array} \right) _{,} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 0 & 0 \\ 1 & 1 \end{matrix} \end{array} \right) _{,} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{matrix} \end{array} \right) _{,} \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{matrix} \end{array} \right) \end{array} \right\} 이라 하자. <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (단, EE는 단위행렬이다.) [4점]

< 보 기 >
ㄱ. 집합 {XX2=E,XP}\left\{ X \left| X ^{2} = E , X \in P \right\} \right.의 원소의 개수는 22이다. ㄴ. XPX \in P이면 X3=XX ^{3} = X이다. ㄷ. 집합 PP는 곱셈에 대하여 닫혀 있다.

ㄱ, ㄴㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. 두 행렬만 (1001)2=(0110)2=E\displaystyle \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{matrix} \end{array} \right) ^{2} = \left( \begin{array}{ll} \begin{matrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{matrix} \end{array} \right) ^{2} = E이다. (참) ㄴ. XPX \in P이면 X2=EX ^{2} = E 또는 X2=XX ^{2} = X이므로 항상 X3=XX ^{3} = X가 성립한다. (참) ㄷ. (반례) (0101)(0011)P\displaystyle \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \notin P (거짓)

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