Консультация № 186421
27.06.2012, 12:21
89.96 руб.
0 12 3
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Ниже приведены некоторые задачи из курса линейной алгебры (2й семестр).Завтра состоится экзамен, и моя просьба заключается в том, чтобы помочь мне с их решением!

1.Имеются два линейных преобразования, причем AB=BA. Доказать, что ядро и образ A инвариантны относительно B.
2.Дано отображение в производную D: L->L, ,базис: e1=1, e2=sinx, e3=cosx, e4=sin2x, e5=cos2x
написать матрицу отображения по базису L=Lin(e1,e2,e3,e4,e5)
(формулировка не самая точная, надеюсь, смысл понятен)
3.Доказать, что множество матриц nxn можно представить в виде прямой суммы кососимметрических матриц nxn и симметрических матриц nxn.
4.Найти линейно независимые собственные векторы для собственного значения λ=1. Матрица преобразования:
1 0 2 -1
0 1 4 -2
2 -1 0 1
2 -1 -1 2
5.Доказать, что характеристическое уравнение сопряженного преобразования А* совпадает с хар. ур-нием А евклидова пространства V
6.Является ли инъективным, сюръективным, биективным данное преобразование в трёхмерном векторном пространстве? Найти ядро, образ, дефект и ранг:
A(x) = ((x, a) / (a, a)) * a, где a - заданный вектор.
7.Составить матрицу ортогональной проекции в V3 на ось, образующую одинаковые углы между собой и базисными векторами (вроде бы должна получаться матрица порядка 3х3, целиком состоящая из элементов 1/3)
8.Дано преобразование А(х) = [x, a], а - единичный вектор. Проверить на инъективность, сюръективность, биективность. Найти ядро, образ, дефект, ранг.

Разумеется, все задачи наверняка решать долго, но будет очень здорово, если вы поможете хотя бы с парой задач (самых легких, на ваш взгляд)

Заранее огромное спасибо откликнувшимся экспертам!

С уважением,
Иван.

Обсуждение

Неизвестный
27.06.2012, 12:52
общий
Так же, если возможно, доказать, что а) ( L1[$8745$]L2 )[$8869$] = L1[$8869$] + L2[$8869$] (т.е. что ортогональное дополнение пересечения = сумме ортогональных дополнений), и наоборот, б)Что ортогональное дополнение суммы = пересечению ортогональных дополнений.

давно
Профессор
399103
482
27.06.2012, 14:09
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!

1.Имеются два линейных преобразования, причем AB=BA. Доказать, что ядро и образ A инвариантны относительно B.

Пусть x в ядре A. Т.е. Ax = 0. Покажем, что Bx тоже в ядре A.
Действительно,
ABx = BAx = B0 = 0.

Пусть x в образе A. Т.е. x = Ay. Bx тоже в образе A, т.к.
Bx = BAy = ABy = A (By).
давно
Профессор
323606
198
27.06.2012, 17:38
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!
4. Для нахождения собственного вектора Х, соответствующего собственному значению [$955$] матрицы А необходимо решить систему
АХ=[$955$]Х, или однородную систему (А-[$955$]Е)Х=0.
В данном случае при [$955$]=1 матрица этой однородной системы будет иметь вид

Решение системы проводим методом Гаусса:
.
х2, х3-базисные переменные. Получаем:


Итак, собственные векторы, соответствующие собственному значению [$955$]=1, имеют вид:

Все эти собственные векторы представляют собой линейные комбинации векторов , которые линейно независимы.
Векторы а1 и а2 образуют базис подпространства собственных векторов, соответствующих [$955$]=1.
Неизвестный
27.06.2012, 19:31
общий
Я не очень понял Ваш ответ...
Пожалуйста, не могли бы Вы записать его в соответствии с видом условия:

Дано:

АВ=ВА, A: V -> V , B: V -> V.
Доказать нужно (если я правильно понял), что В(Ker(A))[$8712$]Ker(A) и что B(Im(A))[$8712$]Im(A)

Спасибо Вам за помощь!
Неизвестный
27.06.2012, 19:31
общий
Адресаты:
Спасибо Вам за ответ, разобрался!
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
27.06.2012, 20:00
общий
это ответ
Здравствуйте, Барс Иван!
2. Вычисляем образы векторов базиса
De1=0
De2=cos x=e3
De3=-sin x=-e2
De4=2cos2x=2e5
De5=-2sin2x=-2e4
Координаты полученных векторов записываем в столбцы, получаем матрицу отображения:
0 0 0 0 0
0 0 -1 0 0
0 1 0 0 0
0 0 0 0 -2
0 0 0 2 0
Неизвестный
27.06.2012, 20:02
общий
5. Решил, ответа не нужно
Неизвестный
27.06.2012, 20:14
общий
Адресаты:
Простой задача оказалась, огромное Вам спасибо!
давно
Профессор
399103
482
27.06.2012, 20:55
общий
А я не очень понял, что именно непонятно.

Цитата: 388307
АВ=ВА, A: V -> V , B: V -> V.
Доказать нужно (если я правильно понял), что В(Ker(A))∈Ker(A) и что B(Im(A))∈Im(A)


Да, верно.
Неизвестный
27.06.2012, 21:22
общий
Ну просто поясните, пожалуйста:
1. Что такое x(вектор?), y(вектор?)?
2. Почему Ах=0 (или А(х)=0?) (иными словами, как записать эту запись с использованием Ker)
3. Почему х=Ау (или х=А(у)) (иными словами, как записать эту запись с использованием Im)

А то не очень понятно получается, я разбираюсь с определениями и формулировками из учебника, которые написаны "официальным" языком, а Вы написали простым языком, что в данный момент для меня невоспринимаемо

Заранее спасибо!
давно
Профессор
399103
482
27.06.2012, 21:59
общий
27.06.2012, 22:01
Цитата: 388307
1. Что такое x(вектор?), y(вектор?)?


Да, вектор.

Цитата: 388307
2. Почему Ах=0 (или А(х)=0?) (иными словами, как записать эту запись с использованием Ker)


Да как угодно записать. Лишь бы понимать написанное.
.
Т.е. множество векторов, обращающихся в 0 при действии на них преобразованием A называют ядром этого преобразования. Обозначают это множество Ker A.

Цитата: 388307
3. Почему х=Ау (или х=А(у)) (иными словами, как записать эту запись с использованием Im)


Im A - образ преобразования. Потому, вектор x принадлежит Im A тогда и только тогда, когда есть такой вектор y, что x = Ay.
Неизвестный
27.06.2012, 22:22
общий
Так я и просил записать с использованием Ker, чтобы мне было легче понять
Теперь вроде разобрался, спасибо!
Форма ответа