x [ ] T ( ) Μάθηµα 6 ο ΙΑΓΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΠΙΝΑΚΑ Λυµένες Ασκήσεις * * * * * * Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 5, σελ

Σχετικά έγγραφα
Μάθηµα 7 ο ΚΑΝΟΝΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ AA A A

Μάθηµα 8 ο Ι ΙΑΖΟΥΣΑ ΠΑΡΑΓΟΝΤΟΠΟΙΗΣΗ ΠΙΝΑΚΑ. Λυµένες Ασκήσεις

ονοµάζεται γεωµετρική πολλαπλότητα αυτής. Τα ιδιοδιανύσµατα αυτά είναι βάση του διανυσµατικού υποχώρου E ( λ 0 ), που ονοµάζεται ιδιόχωρος

εδάφιο 3, σελ. 181 υπερβολή ή παραβολή. Η ταξινόµηση αυτή παρουσιάζεται στον 1 ο πίνακα, T

Λυµένες Ασκήσεις * * *

Μάθηµα 6 ο ΥΪΚΕΣ ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ A =. Σύµφωνα µε την Πρόταση 5.7 (σελ. 119), η συµπληρωµατική (δυϊκή)

Μάθηµα 4 ο ΟΡΘΟΓΩΝΙΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ. Λυµένες Ασκήσεις * * * Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 7, σελ Ασκήσεις : 1, 2, 3, σελ. 107.

Μάθηµα 5 ο NΟΡΜΑ ΠΙΝΑΚΑ

Ασκήσεις7 80. AU διαγώνιο. αποτελούμενη από ιδιοδιανύσματα του A. Πρόσθετες ιδιότητες κανονικών πινάκων: Έστω A o

Γραμμική Άλγεβρα ΙΙ. Εξέταση Σεπτεμβρίου Επώνυμο συνοπτικές ενδεικτικές λύσεις. Όνομα. ΑΜ_(13 ψηφία) Σύνολο

1. Το σύνολο των μιγαδικών αριθμών

(Καταληκτική ημερομηνία αποστολής 15/11/2005)

ΑΛΓΕΒΡΑ. Για να βρούµε την δύναµη i (όπου κ ακέραιος), διαιρούµε το κ µε το 4 και σύµφωνα µε την ταυτότητα της διαίρεσης ισχύει κ=4ρ+υ όπου ρ Ζ

Κι όµως, τα Ρολόγια «κτυπούν» και Εξισώσεις: Η Άλγεβρα των εικτών του Ρολογιού

Μαθηµατικά Ιβ Σελίδα 1 από 6

5.3 ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΠΡΟΟ ΟΣ

Ακολουθίες Αριθµητική Γεωµετρική Πρόοδος

ΘΕΩΡΗΜΑ CAYLEY-HAMILTON. Έστω A πίνακας ν ν. Από το θεώρηµα Cayley-Hamilton συµπεραίνουµε ότι το σύνολο των πολυωνύµων p( λ ), ώστε p( A)

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΩΝ ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

β± β 4αγ 2 x1,2 x 0.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Α. ΟΙ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΟΙ ΠΡΑΞΕΙΣ ΤΟΥΣ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

(πολλδ β) = πολλδ + ( 1) ν β ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΚΩΣΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΘΟ ΙΚΟ ΙΑΙΡΕΤΟΤΗΤΑ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

1. [0,+ , >0, ) 2. , >0, x ( )

xf(y) + yf(x) = (x + y)f(x)f(y)

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 9 Επαναληπτικες Ασκησεις

Ορισµοί, ισότητα, µέτρο, άθροισµα µιγαδικών αριθµών. Μιγαδικό επίπεδο. Γεωµετρική παράσταση του αθροίσµατος µιγαδικών αριθµών.

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Ε 1. Διαφορικός λογισμός (Κανόνες παραγώγισης)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

) ( ) Μάθηµα 3 ο ΟΡΘΟΚΑΝΟΝΙΚΗ ΒΑΣΗ. Λυµένες Ασκήσεις * * * Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 6, σελ (µέχρι Πρόταση 4.18). είναι ορθοκανονικά

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να βρεθεί ο γεωμετρικός τόπος των εικόνων των μιγαδικών z για τους οποίους ισχύει:

ΑΛΓΕΒΡΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Β ΤΑΞΗΣ ΠΕΜΠΤΗ 22 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΕΤΡΟ ΜΙΓΑΔΙΚΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ. όπου ν θετικός ακέραιος κ) z = 2 ( 3i 2. > να δείξετε ότι Re( )

Μιγαδικοί Αριθμοί. Μαθηματικά Γ! Λυκείου Θετική και Τεχνολογική Κατεύθυνση. Θεωρία - Μέθοδοι

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΠΟΥ ΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΑ

lim f (x) = +. ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ Μη πεπερασμένο όριο στο x 0 R

στους μιγαδικούς αριθμούς

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

z = =5 ενώ z 1 z 2. (µε απόδειξη) z = z z I. z = z. z 1 z z όπου z 1 =x 1 +y 1 i και z 2 =x 2 +y 2 i σταθεροί z παριστάνει υπερβολή µε z 2

Ο μαθητής που έχει μελετήσει τo κεφάλαιο αυτό θα πρέπει να είναι σε θέση:

Μαθηµατική Επαγωγή 175.

Ορισµός ιδιότητες εγγραφή καν. πολυγώνων σε κύκλο

Μάθηµα 3 ο ΠΑΡΑΓΟΝΤΟΠΟΙΗΣΗ LU και QR

ΜΑΘΗΜΑ 9 Γενικές ασκήσεις µιγαδικών

5 η ΕΚΑ Α ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 41.

Ε π ι μ έ λ ε ι α Κ Ο Λ Λ Α Σ Α Ν Τ Ω Ν Η Σ

Δ/νση Β /θµιας Εκπ/σης Φλώρινας Κέντρο ΠΛΗ.ΝΕ.Τ. (Πρόοδοι) ΠΡΟΟΔΟΙ

ΛΥΚΕΙΟ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 2014 ΒΑΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΛΓΕΒΡΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Μάθηµα 1 ο ΣΥΝΘΕΤΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ. Λυµένες Ασκήσεις * * * Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 3, σελ. 8. Ασκήσεις : 1, 2, 3 : σελ. 10

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

4 k 2 = 2 ( 1+ 2 k 2. k 2 2 k= k 2. 1.ii) Αν σχηµατίσουµε τον πίνακα µε γραµµές τα δύο διανύσµατα έχουµε: Γ1 Γ1 ---> { }

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

Γραµµικη Αλγεβρα ΙΙ Ασκησεις - Φυλλαδιο 10

Μάθηµα 1 ο ΣΥΝΘΕΤΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ. Λυµένες Ασκήσεις * * * Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 3, σελ. 8.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Μαθηµατικά Ιβ Σελίδα 1 από 5

ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ. Θεωρία Άλυτες Ασκήσεις Θέματα εξετάσεων

ΑΣΚΗΣΕΙΣ 7 ης ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ

A, και εξετάστε αν είναι διαγωνίσιμη.

ΜΑΘΗΜΑ Η έννοια του µιγαδικού αριθµού Πράξεις

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΥΡΕΣΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ Ι ΙΟΤΙΜΩΝ. 4.1 Γραµµικοί µετασχηµατισµοί-ιδιοτιµές-ιδιοδιανύσµατα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Διαγωνοποίηση μητρών. Στοιχεία Γραμμικής Άλγεβρας

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Α. ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ = Γ. β1 = β2

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

Ο μαθητής που έχει μελετήσει το κεφάλαιο αυτό θα πρέπει:

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

2.2 ΠΡΑΞΕΙΣ ΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ R ΤΩΝ ΜΙΓΑΔΙΚΩΝ

lim lim Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ Ορισµός Μία συνάρτηση f είναι παραγωγίσιµη σε ένα σηµείο x του πεδίου ορισµού της, όταν υπάρχει στο R, το

4 ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ 4.1 Η ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ. Εισαγωγή

ΑΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ( ) Να αποδείξετε ότι για κάθε θετικό ακέραιο ν ισχύει : ! + 2 2! + 3 3! + +ν ν! = (ν + 1)!

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

είναι οι τιμές μιας μεταβλητής Χ, που αφορά τα άτομα ενός δείγματος μεγέθους v,. Συχνότητα (απόλυτη) νi

ΓΙΑ ΜΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΣΤΗΝ ΥΛΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2011 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Η παραπάνω ιδιότητα γενικεύεται και για περισσότερους από δύο πραγµατικούς αριθµούς. Έτσι έχουµε: αβγ α β γ = β β. d a β = α

... λέγονται στοιχεία του πίνακα Α και οι δείκτες δηλώνουν τη γραµµή και τη στήλη, αντίστοιχα, που ανήκει το στοιχείο α. . Για παράδειγµα, οι πίνακες

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

ν ν Άσκηση 1. Α =Α, Β =Β. Λύση Άσκηση Α Β =Β Α, Α Β=ΒΑ. Β Α= ( Β Β)( ΑΒ ) Β Α=Ι( ΑΒ ) Β Α=ΑΒ. Άσκηση = Α Α Α Α=.

Αριθμητική ολοκλήρωση με σημεία ρίζες πολυωνύμων του Chebyshev. Ανάργυρος Φραγκούλης

Λύση. Λύση Άσκηση 3. Λύση. ( Α Α Α Ι ) Α. Α Α=Ιν. Άσκηση 4. επαληθεύει τη σχέση Χ. Λύση.

ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΓΩΝΩΝ ΓΙΑΝΝΗΣ ΞΕΙ ΑΚΗΣ

ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ 9o ΓΕΛ ΠΕΡΙΣΤΕΡΙΟΥ είναι τέλεια, να υπολογίσετε την τιμή της παράστασης: Α = (1 + i) v - (1 - i) v. 15. Αν z μιγαδικός και f (ν) = i

Μαθηµατικά Ιβ Σελίδα 1 από 7 ΚΑΙ ΟΡΘΟΓΩΝΙΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ

Εκφωνήσεις Λύσεις των θεμάτων

Μαθηματικά κατεύθυνσης Γ Λυκείου. Όλη η θεωρία και οι ασκήσεις των πανελλαδικών εξετάσεων. Στέλιος Μιχαήλογλου Δημήτρης Πατσιμάς

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

{[ 140,150 ),[ 160,170 ),...,[ 200, 210]

Μαθηµατικά Ιβ Σελίδα 1 από 7

Transcript:

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Μάθηµα 6 ο ΙΑΓΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΠΙΝΑΚΑ Θεωρία : Γραµµική Άλγεβρα : εδάφιο 5, σελ 5-5 Ασκήσεις :, 4, 6, 8, 9,, σελ 59 Λυµέες Ασκήσεις Άσκηση 6 ο πίακας είαι η µοαδική ιδιοτιµή του, αποδείξατε ότι Λύση : Εφόσο ( ) { } είαι σ και D diag,,, I Τότε είαι όµοιος µε διαγώιο πίακα και ο αριθµός I MDM, όπου D διαγώιος πίακας, θα ( ) M I M MM I α β Άσκηση 6 Αποδείξατε ότι ο πίακας β α, που ατιστοιχεί στο µιγαδικό αριθµό z α+ β, έχει ιδιοτιµές, z και βρείτε το πίακα M διαγωοποιεί το πίακα Λύση : Έχουµε i z { i, i } { z, z } δ λ λi λα +β σ α+ β α β Για τις ιδιοτιµές αυτές τ ατίστοιχα ιδιοδιαύσµατα είαι x [ ] i και που x [ ] i Συεπώς, MDM, όπου i M i και z D z

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Άσκηση 6 Για ποιες τιµές τω παραµέτρω α, β διαγωοποιείται ο πίακας Λύση : Οι ιδιοτιµές του α α β β πίακα είαι σ ( ) {, αβ} Α αβ α+β, ο πίακας διαγωοποιείται, διότι οι ιδιοτιµές του είαι διακεκριµέες και συεπώς έχει δύο γραµµικά αεξάρτητα ιδιοδιαύσµατα (Πρόταση 66) α α Α α+β σ ( ) { } Στη περίπτωση αυτή α + α έχει µόο έα ιδιοδιάυσµα διαγωοποιείται [ ] x, άρα ο πίακας δε Άσκηση 64 Να βρείτε τις τιµές του για τις οποίες διαγωοποιείται ο πίακας ( ) Λύση : Έχουµε ( )( ) δ λ λi λ λ+ λ Οι ρίζες του δ λ είαι διακεκριµέες για,, Για λ, διπλή ρίζα του δ πολλαπλότητα ( ) ( I) d ran λ µε γεωµετρική Για λ, είαι διπλή ιδιοτιµή µε γεωµετρική πολλαπλότητα ( I) d ran, εώ για λ, είαι διπλή ιδιοτιµή µε γεωµετρική πολλαπλότητα ( I) d ran Προφαώς, ο πίακας διαγωοποιείται για,

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Άσκηση 65 Α, O ο πίακας B Γ Λύση : Έχουµε B και Γ, α διαγωοποιειθεί O λi O det λi det λi λi B λ λ λ4 B λib Γ Γ Για λ Ο Ο y Ι x Ι ω Γ Β Γ Β Το σύστηµα ( I) y έχει λύση [ ] Για ( Ι) y Γy + ( B I) ω y και από τη εξίσωση Γy + ( B I) ω ω ω Συεπώς, το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα είαι [ y ω] λ, έχουµε τις εξισώσεις ( I) y +, Γ y + B + I ω και βρίσκουµε το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα [ y ω] Για 5 5 λ ( I) y, Γ ( ), y + B I ω y ω +ω y, ω, το δε ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα είαι [ ] [ y ω ] [ ] Τέλος για λ 4, ατιστοιχεί το ιδιοδιάυσµα [ y ω ] [ ] Άσκηση 66 Α 4, διαγωοποιήσατε τους πίακες και, χωρίς α ατιστρέψετε το Επιπλέο βρείτε το πίακα

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 4 από 4 Λύση : Βρίσκουµε δ λ λi λ λ λ+ Επειδή ο πίακας έχει τρεις διακεκριµέες ιδιοτιµές, διαγωοποιείται Για λ, το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα είαι x 7, για, είαι λ [ ] για, είαι Συεπώς x, λ [ ] x όπου Mdiag,, M και επιπλέο έχουµε 7 M Mdiag,, M Mdiag,, M Mdiag,, M, Άσκηση 67 ιαγωοποιήσατε το πίακα και µετά αποδείξατε 47 9 9 + I Λύση : Έχουµε δ λ λi λ και συεπώς ο πίακας διαγωοποιείται, διότι έχει δύο διακεκριµέες ιδιοτιµές Από τη ισότητα MDM, όπου D diag (, ), έχουµε MD M MIM I και κατά συέπεια 47 7 + I ( ) ( ) + I I + I ( I )

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 5 από 4 Άσκηση 68 Α, α υπολογισθεί το άθροισµα Λύση : Ο πίακας 5 I+ + + + διαγωοποιείται, διότι έχει διακεκριµέες ιδιοτιµές λ, λ Α D diag (, ) από τη ισότητα Τότε MD M I, MDM έχουµε MD M MDM 5 I+ + + + + I+ + I+ + + I+ ( I+ ) Άσκηση 69 Εξετάστε α διαγωοποιούται οι πίακες Λύση : Για το πίακα α α α, β B β β έχουµε δ ( λ ) λi ( λ+ )( λ)( λ+α ) Για α ± α ή α, ο πίακας διαγωοποιείται διότι έχει τρεις διακεκριµέες ρίζες Για α, ο πίακας έχει διπλή ιδιοτιµή λ, µε γεωµετρική πολλαπλότητα ( I) d ran, άρα δε διαγωοποιείται, εφόσο έχει µόο δύο ιδιοδιαύσµατα Όµοια, δε διαγωοποιείται για γεωµετρική πολλαπλότητα α, διότι λ είαι διπλή ιδιοτιµή του µε ( I) d ran + Για το πίακα B έχουµε, Επειδή, δ λ λβ (, ο πίακας B δε διαγωοποιείται B d β ran Bβ I)

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 6 από 4 Άσκηση 6 Να βρείτε µια πραγµατική λύση της εξίσωσης Λύση : Για το πίακα 8 X 9 7 8 9 7 είαι ( δ 8 λ λi λ λ+ ) και κατά συέπεια διαγωοποιείται, αφού έχει διακεκριµέες ιδιοτιµές Για, λ [ ] x είαι το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα και για λ 8, το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα είαι x [ ] Τότε Θέτοτας MDM ; Y M XM, η εξίσωση M, D 8 Για Y D diag (, ) X Y D, µια λύση της εξίσωσης είαι ο πίακας 4 6 5 X M M Άσκηση 6 Έστω οι πίακες B, είαι ατιµεταθετικοί Α ο πίακας έχει διακεκριµέες ιδιοτιµές, τότε ο B διαγωοποιείται Λύση : Προφαώς ο διαγωοποιείται και ας είαι Ατικαθιστώτας στη ισότητα B B, έχουµε MDM B BMDM D M BM M BM D MDM Επειδή, οι πίακες M BM και D είαι ατιµεταθετικοί και ο D είαι διαγώιος πίακας µε διακεκριµέα διαγώια στοιχεία, συµπεραίουµε ότι ο πίακας M BM είαι διαγώιος (γιατί;) Άρα ο B διαγωοποιείται

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 7 από 4 Άσκηση 6 Εξετάσατε α διαγωοποιούται οι πίακες α β β β β α β β, B β β α β β β β α Λύση : Επειδή ran εε, όπου [ ] ε Το διάυσµα ε είαι ιδιοδιάυσµα του ατίστοιχο της ιδιοτιµής ε εεε εεε ε ε λ ε 4, διότι Επιπλέο, κάθε διάυσµα ω κάθετο στο ε, είαι ιδιοδιάυσµα του ατίστοιχο της ιδιοτιµής λ, καθόσο ω εε ω ε ω ε ω ε ε ε Η γεωµετρική πολλαπλότητα της ιδιοτιµής λ είαι 4, όπως άλλωστε ααµέαµε από τη ισότητα 4 ( { ε} ) { ε } dim span dim dim span Α ω [ ω ] ω ω ω 4, η εξίσωση ε ω ω +ω +ω +ω συµπεραίοτας ότι 4 d( ) 4ran [ ] [ ] [ ] ω ω +ω +ω, θ [ ], θ [ ], θ [ ] είαι ιδιοδιαύσµατα του ατίστοιχα της ιδιοτιµής λ Άρα, ο πίακας διαγωοποιείται, διότι έχει συολικά τέσσερα γραµµικά αεξάρτητα ιδιοδιαύσµατα και έχουµε όπου M [ ε θ θ θ ] Mdiag 4,,, M, Επειδή Bβ + αβ I, προφαώς ο B διαγωοποιείται και

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 8 από 4 ( diag ( 4,,, ) ) B M β + αβ I M M α+ β αβ αβ αβ diag,,, M Άσκηση 6 Εξετάστε α διαγωοποιείται ο πίακας S και γεικεύσατε τα συµπεράσµατα για το πίακα S Λύση : Έστω ξ και ξ είαι οι δύο πρώτες στήλες του ξ, ξ ξ και ran S ξ Επειδή S Είαι φαερό ότι έχουµε ξ S [ ] ξ ξ ξ ξ ξ ξ ξ +, + Sξ ξ ξ ξ ξ ξ ξ ξ ξ ξ Sξ ξ ξ ξ + ξ ξ ξ ξ ξ ξ (*) Σηµειώοτας η ξ+ ξ και η ξ ξ, από τη (*) συµπεραίουµε ότι η και η είαι ιδιοδιαύσµατα του S, καθόσο και Sη S ξ+ ξ ξ + ξ η Sη S ξ ξ ξ ξ ξ ξ η Α { ω span ξ, ξ }, τότε Sω ξ ξ + ξ ξ ω ξ ω ξ + ξ ω ξ ω

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 9 από 4 Η γεωµετρική πολλαπλότητα της ιδιοτιµής λ είαι δηλαδή ο πίακας ιδιοδιαύσµατα, άρα διαγωοποιείται Α ω [ ω ] ω ω ω 4, από τις εξισώσεις S d 4 rans, έχει συολικά τέσσερα γραµµικά αεξάρτητα ξ ω ω +ω ξ ω ω +ω έχουµε [ ] [ ] ω ω +ω Τα διαύσµατα θ [ ], [ ] του S, ατίστοιχα της ιδιοτιµής λ Σηµειώοτας M [ η η θ θ ] τότε S MDM 4 θ είαι ιδιοδιαύσµατα, D, diag (,,, ) Γείκευση Έστω ο πίακας S είαι τύπου Α είαι άρτιος, τότε ξ και ξ, Sξ ξ Sξ ξ Συεπώς S MDM, D, M η η θ θ θ, µε diag,,,, [ ] όπου τα διαύσµατα { θ, θ,, } είαι βάση του span ξ, ξ θ { } Α είαι περιττός τότε ξ, ξ + και ατίστοιχα της (*) είαι

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Sξ + ξ, Sξ ξ Από τις ισότητες αυτές συµπεραίουµε τις χαρακτηριστικές εξισώσεις ( + + ) ( + + ) S ξ ξ ξ ξ ( ξ ξ + ) ( + ξ ξ ) S Έτσι, η σχέση οµοιότητας του S µε διαγώιο πίακα, θα είαι στη περίπτωση αυτή και D diag,,,,, M + ξ+ ξ + ξ ξ θ θ θ Σχόλιο: Οι συµµετρικοί πίακες διαγωοποιούται Ειδικότερα υπάρχει και ορθογώιος πίακας πραγµατικός πίακας P ώστε PDP, όπου D είαι διαγώιος Τα ιδιοδιαύσµατα που ατιστοιχού σε διακεκριµέες ιδιοτιµές είαι κάθετα Α όµως στη ιδιοτιµή λ ατιστοιχού δύο ή περισσότερα ιδιοδιαύσµατα, στο ατίστοιχο ιδιόχωρο E ( λ ) εφαρµόζουµε τη µέθοδο ορθογωοποίησης Gram-Schmidt και βρίσκουµε τότε ορθοκαοικά ιδιοδαύσµατα του E, τα οποία είαι και στήλες του P λ

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Άσκηση 64 Να βρείτε ορθογώιο πίακα P, ώστε ο συµµετρικός πίακας 5 α είαι ορθογώια όµοιος µε διαγώιο πίακα Λύση : Έχουµε δ λ λi λ λ λ 6 και τα ιδιοδιαύσµατα του είαι, για, [ ] 5 λ [ ] x, για λ, [ ] x και για λ 6, x Προφαώς, x x x x x x και x 6, x 5, x Τότε για έχουµε PP diag,, 6 6 5 P 6 5 5 6 Άσκηση 65 Όµοια, α διαγωοποιηθεί ο συµµετρικός πίακας 7 4 4 4 8 4 8 Λύση : Επειδή ( 9) ( δ λ λi λ λ+ 9 ), για λ 9 το ατίστοιχο ιδιοδιάυσµα είαι x [ ], µε ιδιοδιαύσµατα Προφαώς x [ ], [ ] x x x x, αλλά x x x Για λ 9, ατιστοιχού τα x Εφαρµόζοτας τη µέθοδο ορθογωοποίησης Gram-Schmidt στο ιδιόχωρο ( 9) span { x, x } E βρίσκουµε

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 Τα ξ, ( 9) span { ξ, ξ } E, όπου ξ x, ξ 4 x 4 5 ξ 5 5 ξ είαι κάθετα ιδιοδιαύσµατα του πίακα, ατίστοιχα της ιδιοτιµής λ 9 Επιπλέο, ξ 5, ξ και κατά συέπεια 5 P 5 5 4 5 5 5 D 5, diag ( 9, 9, 9) Άσκηση 66 Α, P αποδείξατε ότι P P, οι στήλες του P είαι ιδιοδιαύσµατα του και ο πίακας PP είαι διαγώιος Λύση : Παρατηρούµε ότι P P, συεπώς αρκεί α δείξουµε ότι P P, δηλαδή, ο είαι ορθογώιος πίακας Πράγµατι, σηµειώοτας p, p, p, p P 4 τις στήλες του P έχουµε p i ( i,,,4) και pi p j για κάθε i j Επειδή και p p και pi pi ( i,,4) είαι προφαές PP ( ) {, } σ PP diag,,, Άσκηση 67 Α ο πίακας είαι συµµετρικός και x, x,, x είαι ορθογώια και µοαδιαία (ορθοκαοικά) ιδιοδιαύσµατα αυτού ατίστοιχα τω

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα από 4 ιδιοτιµώ λ, λ,, λ, αποδείξατε ότι η γεική λύση του συστήµατος ( ) I x β δίεται από το τύπο x β x β x β x x + x + + x λ λ λ Λύση : Α [ ] και D diag ( λ, λ,, λ ) P x x x Από τη εξίσωση ( I) x β, για λ i, έχουµε ( ) ( ) ( ( ) ) x I β PDP I β P D I P β ( ) ( ) [ ] x β xβ x x x λ λ λ x β xβ x β x β x + x + + x λ λ λ, τότε PDP x λ x P D I P β x x x β ( ) λ x Είαι γωστό από τη Αάλυση Κατ ααλογία, για έα πίακα e + + + + +!!, ορίζουµε Α ( e I+ + + + +!! D diag λ, λ,, λ ), είαι φαερό ότι D e Επιπλέο, α n n n λ λ λ λ λ λ diag,,, diag ( e, e,,e ) n n! n n! n n! MDM έχουµε D D e M I+ D+ + + + M Me M!! D

Γραµµική Άλγεβρα ΙΙ Σελίδα 4 από 4 Άσκηση 68 Να υπολογισθεί ο πίακας Λύση : Οι ιδιοτιµές του e ιδιοδιαύσµατα x [ ] και x [ ], όπου 6 είαι λ και λ µε ατίστοιχα Α τότε M, D D e e 66e e Me M e e e Άσκηση 69 Να βρεθεί ο γεικός όρος της ααδροµικής ακολουθίας ( α n ) που ορίζεται από το τύπο α n n 4 n n,4,, ότα α και α α + α Λύση : Α Ο πίακας 4, από τη ααδροµική σχέση, έχουµε αn αn αn n α αn αn α n α έχει ιδιοτιµές λ 4, λ και ατίστοιχα ιδιοδιαύσµατα [ 4 ], [ ] Τότε ( ) + + 4 4 4 4 + 4 4 5 4 4 + 4 και n Συεπώς 4 n n n n αn 4 + 4 4 n n n n α n 5 4 4 4 + n ( ) n n 4 α n + + 5 5