Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης Εφαρμοσμένη Θεωρία Πινάκων. Quiz 4. Σύντομες Λύσεις

Σχετικά έγγραφα
Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης Εφαρμοσμένη Θεωρία Πινάκων. Quiz 2. Σύντομες Λύσεις

Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης Εφαρμοσμένη Θεωρία Πινάκων. Quiz 3. Σύντομες Λύσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τµήµα Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών

1 1 A = x 1 x 2 x 3. x 4. R 2 3 : a + b + c = x + y + z = 0. R 2 3 : a + x = b + y = c + z = 0

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων της Εξέτασης Ιανουαρίου 2010 στο μάθημα: «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΛΓΕΒΡΑ ΠΙΝΑΚΩΝ. (ii) Αν ο Β m+1, με m N, αντιστρέφεται, τότε και ο Β αντιστρέφεται

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων της Εξέτασης Σεπτεμβρίου 2010 στο μάθημα: «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

Κεφάλαιο 5 Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

Βάση και Διάσταση Διανυσματικού Χώρου

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 9ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικοί Χώροι

n = dim N (A) + dim R(A). dim V = dim ker L + dim im L.

ΛΥΣΕΙΣ ΦΥΛΛΑΔΙΟΥ 6 / ΠΟΛΙΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ Γραμμικές απεικονίσεις, Αλλαγή βάσης, Ιδιοτιμές, Ιδιοδιανύσματα

( A = A = 3 5 A 2 + B 2.

, ορίζουμε deta = ad bc. Πρόταση Ένας πίνακας Α είναι αντιστρέψιμος τότε και μόνο αν deta 0.

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 10ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

,..., v n. W πεπερασμένα παραγόμενοι και dimv. Τα ακόλουθα είναι ισοδύναμα f είναι ισομορφιμός. f είναι 1-1. f είναι επί.

Περιεχόμενα. Πρόλογος 3

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

n! k! (n k)!, = k k 1

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

= k. n! k! (n k)!, k=0

Γραμμική Άλγεβρα II Εαρινό εξάμηνο

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Παραδείγματα Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

Παράρτηµα Β. Στοιχεία Θεωρίας Τελεστών και Συναρτησιακής Ανάλυσης [ ) ( )

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 1 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 20 Οκτωβρίου 2008

1. Για καθένα από τους ακόλουθους διανυσματικούς χώρους βρείτε μια βάση και τη διάσταση. 3. U x y z x y z x y. {(,, ) } a b. c d

Γραµµικη Αλγεβρα Ι. Ακαδηµαϊκο Ετος Βοηθος Ασκησεων: Χ. Ψαρουδάκης

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

1 x x x x 1 x x x x 1 x x x x 1 (10) B 2, B 1. (10)

βαθμού 1 με A 2. Υπολογίστε τα χαρακτηριστικά και ελάχιστα πολυώνυμα των

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

1 Επανάληψη εννοιών από τον Απειροστικό Λογισμό

1. a. Έστω b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα του A Έστω A και ( x) [ x]

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΛΥΣΕΙΣ ΦΥΛΛΑΔΙΟΥ 5 ΠΟΛΙΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ/ Διανυσματικοί χώροι

b. Για κάθε θετικό ακέραιο m και για κάθε A. , υπάρχουν άπειρα το πλήθος πολυώνυμα ( x) [ x] m και ( A) 0.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΣΤΗΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ : ΠΛΗ12 «ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι» Επαναληπτική Τελική Εξέταση 16 Ιουλίου 2003

ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2004 Θέμα 1 ο. 4

Ασκήσεις3 Διαγωνισιμότητα Βασικά σημεία Διαγωνίσιμοι πίνακες: o Ορισμός και παραδείγματα.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 2 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 28 Νοεμβρίου 2011

( ) Άρα το 1 είναι ρίζα του P, οπότε το x 1 είναι παράγοντάς του. Το πηλίκο της διαίρεσης ( x 3x + 5x 3) : ( x 1) είναι:

{ } ΠΛΗ 12: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι 2 η ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Απαντήσεις. 1. (15 µονάδες)

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

Ασκήσεις2 8. ; Αληθεύει ότι το (1, 0, 1, 2) είναι ιδιοδιάνυσμα της f ; b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα της γραμμικής απεικόνισης 3 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Πρότυπα. x y x z για κάθε x, y, R με την ιδιότητα 1R. x για κάθε x R, iii) υπάρχει στοιχείο 1 R. ii) ( x y) z x ( y z)

Copyright: Ψωμόπουλος Ευάγγελος, Eκδόσεις Zήτη, Γ έκδοση: Μάρτιος 2012, Θεσσαλονίκη

2.2 ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΕΥΘΕΙΑΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ IIB. Εξετάσεις Ιουνίου ) Δίνεται ο πίνακας Α= 5) α) Αν v 0 ένα στοιχείο ενός διαν. χώρου V[F] με εσωτερικό γινόμενο, να

X = {(x 1, x 2 ) x 1 + 2x 2 = 0}.

Γραμμική Αλγεβρα ΙΙ Διάλεξη 7 Βάσεις Διάσταση Χρήστος Κουρουνιώτης Πανεπισ τήμιο Κρήτης 7/3/2014 Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) Διάλεξη 7 7/3/ / 1

Μορφές και πρόσημο τριωνύμου

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι Ι. Λυχναρόπουλος

Gauss. x + y + z = 2 3x + 3y z = 6 x y + z = 1. x + y + z = r x y = 0 3x + y + sz = s 0

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 19/6/2018 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

= lim. e 1. e 2. = lim. 2t 3

Ασκήσεις1 Πολυώνυμα. x x c. με το. b. Να βρεθούν όλες οι τιμές των a, Να βρεθεί ο μκδ και το εκπ τους

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ. Διανυσματικός χώρος

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

a 11 a 1n b 1 a m1 a mn b n

Ασκήσεις6 Το σύνηθες εσωτερικό γινόμενο στο

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΜΜΙΚΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑΣ. ρ Χρήστου Νικολαϊδη

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ÊÏÑÕÖÁÉÏ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Γραμμικοί Κώδικες. 2.1 Η έννοια του Γραμμικού κώδικα

2.1 Πολυώνυμα. 1. Ποιες από τις παρακάτω παραστάσεις είναι πολυώνυμα; 3 2 ii. x iii. 3 iv. vi.

Παραδείγματα (1 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ» ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 5 Ιουλίου 2009

ΜΑΣ121: ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ I Εαρινό εξάμηνο , Διδάσκων: Γιώργος Γεωργίου ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΕΞΕΤΑΣΗ, Διάρκεια: 2 ώρες 18 Νοεμβρίου, 2017

Γραμμική Άλγεβρα Ι Εξέταση Φεβρουαρίου. Επώνυμο. Όνομα. ΑΜ (13 ψηφία) Σύνολο

Τίτλος Μαθήματος: Γραμμική Άλγεβρα Ι. Ενότητα: Βαθµίδα Πίνακα. Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης. Τμήμα: Μαθηματικών

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

Γραμμική Άλγεβρα II. Ασκήσεις με Υποδείξεις - Απαντήσεις. Περιεχόμενα

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι (3)

1 ιαδικασία διαγωνιοποίησης

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

9 Πολυώνυμα Διαίρεση πολυωνύμων

Ευκλείδειοι Χώροι. Ορίζουµε ως R n, όπου n N, το σύνολο όλων διατεταµένων n -άδων πραγµατικών αριθµών ( x

(a + b) + c = a + (b + c), (ab)c = a(bc) a + b = b + a, ab = ba. a(b + c) = ab + ac

Απόδειξη. Η ιδιότητα(vi) του ορισμού δεν ισχύει στην πράξη αυτή. Πράγματι, έχουμε. 1 (x, y, z) =(1 x, 1 y, 2 1 z) =(x, y, 2z)

π B = B και άρα η π είναι ανοικτή απεικόνιση.

ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ ΠΟΛΥΩΝΥΜΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

D = / Επιλέξτε, π.χ, το ακόλουθο απλό παράδειγμα: =[IA 1 ].

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 8/6/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

4.2. ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΠΟΛΥΩΝΥΜΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Transcript:

Τμήμα Μηχανικών Οικονομίας και Διοίκησης Εφαρμοσμένη Θεωρία Πινάκων Γ. Καραγιώργος ykarag@aegean.gr Quiz 4 Σύντομες Λύσεις Άσκηση 1. Ελέγξτε ποιες από τις παρακάτω απεικονίσεις είναι γραμμικές. (i) Έστω T R 3 R 3, ώστε T(x, y, z) = (x + y, x + z, z). (ii) Έστω T R 2 R 2, ώστε T(x, y) = (x 2, 0). (iii) Έστω T M n (R) M n (R), ώστε T(A) = A. (iv) Έστω T M n (R) R, ώστε T(A) = det(a). (i) H Τ είναι γραμμική. Πράγματι, έστω (x 1, x 2, x 3 ), (y 1, y 2, y 3 ) R 3. Έχουμε Τ (x 1, x 2, x 3 ) + (y 1, y 2, y 3 ) = T(x 1 + y 1, x 2 + y 2, x 3 + y 3 ) = (x 1 + y 1 ) + (x 2 + y 2 ), (x 1 + y 1 ) + (x 3 + y 3 ), x 3 + y 3 ) = (x 1 + x 2, x 1 + x 3, x 3 ) + (y 1 + y 2, y 1 + y 3, y 3 ) = Τ(x 1, x 2, x 3 ) + Τ(y 1, y 2, y 3 ). Όμοια αποδεικνύουμε, ότι αν (x, y, z) R 3 και λ R, τότε Τ λ(x, y, z) = λτ(x, y, z). 1

(ii) Η T δεν είναι γραμμική. Πράγματι, για (2, 0), (0, 1) R 2, ισχύει Τ((2, 0) + (1, 1)) = Τ(3, 1) = (9, 0) (5, 0) = T(2, 0) + T(1, 1). (iii) Η T είναι γραμμική. Προκύπτει άμεσα από τις ιδιότητες του ανάστροφου πίνακα, αφού αν A, B M 2 (R) και λ R, τότε και T(A + Β) = (A + Β) = Α + Β = Τ(Α) + Τ(Β) T(λA) = (λa) = λα = λτ(α). (iv) Η T δεν είναι γραμμική, διότι θυμηθείτε ότι από τις ιδίοτητες της ορίζουσας, έχουμε ότι, αν λ R, τότε Επομένως αν λ 0, 1, 1, τότε det(λa) = λ n det(a). T(λA) = det(λa) = λ n det(a) λ det(a) = λt(a). Άσκηση 2. Έστω T R 2 R 2, ώστε T(x, y) = (x y, y x) (i) Να δείξετε ότι η T είναι γραμμική. (ii) Να βρείτε μια βάση και τη διάσταση για τους υπόχωρους ker(t), R(T). (i) Προκύπτει άμεσα από τον ορισμό της γραμμικότητας. Δείτε και το (i) της Άσκησης 1. (ii) Για τον ker(t): Έστω (x, y) R 2. Τότε (x, y) ker(t) T(x, y) = (0, 0) x y = 0 και y x = 0 y = x. Επομένως ο πυρήνας ker(t) είναι η ευθεία y = x, ο οποίος γράφεται ως ker(t) = (x, x) x R = x(1, 1) x R = (1, 1). Οπότε μία βάση για τον ker T αποτελεί το σύνολο (1, 1) και dim ker(t) = 1. Για τον R(T): Έστω (u, v) R 2. Τότε (u, v) R(T) Υπάρχει (x, y) R 2 T(x, y) = (u, v) x y = u και y x = v v = u. Επομένως η εικόνα R(T) είναι η ευθεία y = x, η οποία γράφεται ως 2

R(T) = (x, x) x R = x(1, 1) x R = (1, 1). Οπότε μία βάση για τον R(T) αποτελεί το σύνολο (1, 1) και dim R(T) = 1. Παρατήρηση: Παρατηρήστε ότι οι υπόχωροι ker(t), R(T), είναι ορθογώνιοι. Δηλαδή ισχύει ότι R(T) = ker(t). 1 1 0 Άσκηση 3. Έστω ο πίνακας Α = 2 1 1 4 2 2 (i) Να δείξετε ότι η T A είναι γραμμική. και η απεικόνιση T A R 3 R 3, ώστε T A (x) = Ax. (ii) Να βρείτε μια βάση και τη διάσταση για τους υπόχωρους ker(t A ), R(T A ). (i) Προκύπτει άμεσα. To έχουμε κάνει και στο μάθημα για την γενική περίπτωση που A M mn (R). (ii) Για τον ker(t A ) = N(A): Έστω x = (x 1, x 2, x 3 ) R 3. Τότε x = (x 1, x 2, x 3 ) ker(t A ) A x = 0 R 3 1 1 0 x 1 0 2 1 1 x 2 = 0. 4 2 2 x 3 0 x 1 x 2 = 0, 2x 1 + x 2 x 3 = 0, 4x 1 + 2x 2 2x 3 = 0 x 2 = x 1, x 3 = 3x 1. Επομένως x = (x 1, x 2, x 3 ) ker(t A ) x = (x 1, x 1 3x 1 ) = x 1 (1, 1, 3), με x 1 R. Ισοδύναμα ker(t A ) = (1, 1, 3). Οπότε μία βάση για τον ker(t A ) αποτελεί το σύνολο (1, 1, 3) και dim ker(t A ) = 1. Για τον R(T A ): Θυμηθείτε ότι R(T A ) = col(a). Δηλαδή έχουμε ότι R(T A ) = (1, 2, 4), (2, 1, 1), (0, 1, 2). Επίσης από το Θεώρημα Διάστασης, ισχύει ότι 3 = dim ker(t A ) + dim R(T A ) dim R(T A ) = 2. Επομένως, τα διανύσματα στήλες του A είναι γραμμικά εξαρτημένα. Οπότε κρατάμε δύο γραμμικά ανεξάρτητα. Έστω τα (2, 1, 1), (0, 1, 2). Τελικά έχουμε R(T A ) = (2, 1, 1), (0, 1, 2), 3

ενώ μία βάση για τον R(T A ), είναι το σύνολο (2, 1, 1), (0, 1, 2). Άσκηση 4. Έστω T P 3 (R) P 3 (R), ώστε T(p) = p, όπου με p, συμβολίζουμε την παράγωγο του πολυωνύμου p. (i) Να δείξετε ότι η T είναι γραμμική. (ii) Να βρείτε μια βάση και τη διάσταση για τους υπόχωρους ker(t), R(T). (i) Προκύπτει άμεσα από τις ιδιότητες της παραγώγου, αφού αν p, q P 3 (R) και λ R, τότε και T(p + q) = (p + q) = p + q = Τ(p) + Τ(q) T(λp) = (λp) = λp = λτ(p). (ii) Για τον ker(t): Έστω p P 3 (R), με p(x) = αx 3 + βx 2 + γx + δ. Τότε Επομένως p ker(t) T(p) = p = 0 P3 3αx 2 + 2βx + γ = 0 α = 0, β = 0, γ = 0. για κάθε x R p ker(t) p(x) = δ, για κάθε x R. Ισοδύναμα, o ker(t), είναι το σύνολο των σταθερών πολυωνύμων, το οποίο παράγεται από το πολυώνυμο p 1 όπου p 1 (x) = 1 για κάθε x R. Δηλαδή ker(t) = p 1. Οπότε μία βάση για τον ker(t) αποτελεί το σύνολο p 1 και dim ker(t) = 1. Για τον R(T): Γνωρίζουμε ότι το σύνολο p 1, p 2, p 3, p 4 με p 1 (x) = 1, p 2 (x) = x, p 3 (x) = x 2, p 4 (x) = x 3, x R, αποτελεί βάση για τον P 3. Επομένως ισχύει ότι όπου R(T) = T(p 1 ), T(p 2 ), T(p 3 ), T(p 4 ) = p 1, p 2, p 3, p 4 Τελικά p 1 (x) = 0, p 2 (x) = 1, p 3 (x) = 2x, p 4 (x) = 3x2, x R, R(T) = p 2, p 3, p 4, το οποίο είναι το σύνολο των πολυωνύμων μέχρι βαθμού 2. Επειδή τα p 2, p 3, p 4, είναι και γραμμικώς ανεξάρτητα, το σύνολο p 2, p 3, p 4 αποτελεί μία βάση για τον R(T) 4

και dim R(Τ) = 3. Το τελευταίο το περιμέναμε και από το Θεώρημα Διάστασης, καθώς dim ker(τ) = 1 και dim P 3 (R) = 4. Άσκηση 5. Έστω V, W, διανυσματικοί χώροι και T V W, μία 1-1 γραμμική απεικόνιση. (i) Δείξτε ότι ker(t) = 0 V. (ii) Αν το σύνολο S = v 1, v 2,, v n αποτελεί μια βάση του V, δείξτε ότι το σύνολο T(S) = T(v 1 ), T(v 2 ),, T(v n ) αποτελεί βάση για τον υπόχωρο R(T). (i) Έστω x V. Έχουμε Οπότε ker(t) = 0 V. x ker(t) T(x) = 0 W T(x) = T(0 V ) x = 0 V επειδή Τ 1 1 x 0 V. (ii) Αρκεί να δείξουμε ότι το σύνολο T(S) είναι γραμμικώς ανεξάρτητο και ότι παράγει τον υπόχωρο R(T), δηλαδή ότι R(T) = T(S). Για τη γραμμική ανεξαρτησία: Έστω λ 1, λ 1,, λ n R, ώστε λ 1 Τ(v 1 ) + λ 2 Τ(v 2 ) + + λ n Τ(v n ) = 0 W. Επειδή η T είναι γραμμική, έχουμε Τ(λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + + λ n v n ) = 0 W. Οπότε λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + + λ n v n ker(t) και από το (i), θα ισχύει ότι λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + + λ n v n = 0 V. Επειδή τώρα, τα v 1, v 2,, v n, είναι γραμμικώς ανεξάρτητα, προκύπτει ότι λ 1 = λ 2 = = λ n = 0 και το T(S) είναι γραμμικώς ανεξάρτητο. Ισχύει ότι R(T) = T(S) : Αρκεί να δείξουμε ότι κάθε στοιχείο στον R(T), γράφεται ως γραμμικός συνδυασμός των T(v i ), i 1, 2,, n. Έστω y R(T). Τότε υπάρχει x V με y = T(x). Επειδή τώρα το σύνολο S, αποτελεί βάση για τον V, υπάρχουν λ 1, λ 1,, λ n R, ώστε Επομένως και λόγω γραμμικότητας x = λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + + λ n v n. y = Τ(λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + + λ n v n ) 5

y = λ 1 Τ(v 1 ) + λ 2 Τ(v 2 ) + + λ n Τ(v n ), που αποδεικνύει το ζητούμενο. Τελικά, το σύνολο T(S), αποτελεί βάση για τον R(T). 6