A = c d. [a b] = [a 0] + [0 b].

Σχετικά έγγραφα
a 11 a 1n b 1 a m1 a mn b n

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

C 11 = σ(1)=1. a 2 σ(2) a n σ(n) det P σ.

( AB) + ( BC) = ( AC).

Μία απεικόνιση από ένα διανυσματικό χώρο V στον εαυτό του, L : V V την ονομάζουμε γραμμικό τελεστή στο V (ή ενδομορφισμό του V ). Ορισμός. L : V V γρα

ΤΕΤΥ Εφαρμοσμένα Μαθηματικά 1. Τελεστές και πίνακες. 1. Τελεστές και πίνακες Γενικά. Τι είναι συνάρτηση? Απεικόνιση ενός αριθμού σε έναν άλλο.

Γραμμική Αλγεβρα ΙΙ Διάλεξη 1 Εισαγωγή Χρήστος Κουρουνιώτης Πανεπισ τήμιο Κρήτης 19/2/2014 Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) Διάλεξη 1 19/2/ / 13

{(x, y) R 2 : f (x, y) = 0}

Μεταθέσεις και πίνακες μεταθέσεων

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

cos ϑ sin ϑ sin ϑ cos ϑ

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

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΟΡΙΖΟΥΣΕΣ

Ομογενή Συστήματα Ορισμός Ενα σύστημα λέγεται ομογενές αν όλοι οι σταθεροί όροι του (δηλαδή οι όροι του δεξιού μέλους του συστήματος) είναι μηδέν.

2x y = 1 x + y = 5. 2x y = 1. x + y = 5. 2x y = 1 4x + 2y = 0. 2x y = 1 4x + 2y = 2

1 Ορίζουσες. Άσκηση 1.1 Θεωρούμε τον πίνακα. 1 x x x x 1 x x x x 1 x x x x 1 A =

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss-Jordan Παραγοντοποίηση LU, LDU

Εάν A = τότε ορίζουμε την ορίζουσα του πίνακα ως τον αριθμό. det( A) = = ( 2)4 3 1 = 8 3 = 11. τότε η ορίζουσά του πίνακα ισούται με

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

a και ( ) a11 a12 με απλή εφαρμογή του ορισμού του αντίστροφου πίνακα [Κεφάλαιο 2] διαπιστώνουμε

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

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

t t Αν κάποιος από αυτούς είναι αντιστρέψιμος, υπολογίστε τον αντίστροφό του. 2. Υπολογίστε την ορίζουσα του Δείξτε τα εξής.

7 ΑΛΓΕΒΡΑ ΜΗΤΡΩΝ. 7.2 ΜΗΤΡΕΣ ΕΙΔΙΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ (Ι)

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

0 + a = a + 0 = a, a k, a + ( a) = ( a) + a = 0, 1 a = a 1 = a, a k, a a 1 = a 1 a = 1,

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

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

ΑΛΓΕΒΡΑ ΠΙΝΑΚΩΝ ή ΜΗΤΡΩΝ

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

Παναγιώτης Ψαρράκος Αν. Καθηγητής

ΠΛΗ 12- Σχέση ισοδυναμίας, γραμμικά συστήματα και απαλοιφή Gauss

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΑΡΤΙΟΙ) Προτεινοµενες Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

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

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

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

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 1 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 17 Οκτωβρίου 2011

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (Εξ. Ιουνίου - 02/07/08) ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Κεφάλαιο 2 Πίνακες - Ορίζουσες

Γραμμική Άλγεβρα II Εαρινό εξάμηνο

Ορίζουσες ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ. Προηγείται της Γραµµικής Αλγεβρας. Εχει ενδιαφέρουσα γεωµετρική ερµηνεία. ΛΥ.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 7ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Ορίζουσες Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Κεφάλαιο 1 Συστήματα γραμμικών εξισώσεων

Πίνακες Γραμμικά Συστήματα

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

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

A, και εξετάστε αν είναι διαγωνίσιμη.

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

Γραµµικη Αλγεβρα ΙΙ Ασκησεις - Φυλλαδιο 10

Γραµµικη Αλγεβρα Ι Επιλυση Επιλεγµενων Ασκησεων Φυλλαδιου 3

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

Ακρότατα πραγματικών συναρτήσεων

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων με Αντιστάσεις

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Κεφάλαιο 3 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΡΑΜΜΙΚΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑΣ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 25/9/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

2 3x 5x x

Γραμμική Άλγεβρα ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Όνομα συνοπτικές ενδεικτικές λύσεις

Κεφάλαιο 9 1 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 5ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Πίνακες Επιμέλεια: I. Λυχναρόπουλος

1.3 Συστήματα γραμμικών εξισώσεων με ιδιομορφίες

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Γραµµική Αλγεβρα. Ενότητα 5 : Ορίζουσες. Ευστράτιος Γαλλόπουλος Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι Α ΜΕΡΟΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

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

Κεφάλαιο 0 Μιγαδικοί Αριθμοί

= 7. Στο σημείο αυτό θα υπενθυμίσουμε κάποιες βασικές ιδιότητες του μετασχηματισμού Laplace, δηλαδή τις

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

Επίλυση Γραµµικών Συστηµάτων

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

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΘΕΩΡΙΑ ΠΙΝΑΚΩΝ. Ορισμός 1: Ένας πίνακας Α με m γραμμές και n στήλες,

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

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

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Άλγεβρα των Πινάκων (2) ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Βλάμος Παναγιώτης ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

2. Ορίζουσες-ιδιότητες -ανάπτυγμα ορίζουσας. Σε κάθε τετραγωνικό πίνακα ν-τάξης Α, αντιστοιχεί ένας πραγματικός αριθμός,

Πίνακες Ορίζουσες. Πίνακας: ορθογώνια διάταξη αριθμών που αποτελείται από γραμμές και στήλες.

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

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

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

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

Διανύσµατα στο επίπεδο

Μηχανική Πετρωμάτων Τάσεις

Λύσεις και Υποδείξεις Επιλεγµένων Ασκήσεων

Α) Αν το τριώνυμο έχει δύο ρίζες x 1

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

Transcript:

ΜΕΜ 102 Γεωμετρία και Γραμμική Άλγεβρα Διάλεξη 42 Χρήστος Κουρουνιώτης Πανεπιστήμιο Κρήτης Δεκ 2014 Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 1 / 12

Υπολογισμός με απαλοιφή Κάθε μη ιδιόμορφος n n πίνακας παραγοντοποιείται στη μορφή όπου Άρα A = P 1 L D U, P είναι πίνακας μετάθεσης, με det P = ±1 L είναι κάτω τριγωνικός πίνακας με 1 στη διαγώνιο, det L = 1 D είναι διαγώνιος πίνακας με τους οδηγούς στη διαγώνιο, και det D ισούται με το γινόμενο των οδηγών, U είναι άνω τριγωνικός πίνακας με 1 στη διαγώνιο, με det U = 1. det A = det P 1 det L det D det U = ± (γινόμενο των οδηγών). Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 2 / 12

Ο τύπος για την ορίζουσα 2 2 πινάκων Από θεωρητική άποψη θα θέλαμε να γνωρίζουμε τον τρόπο εξάρτησης της ορίζουσας από κάθε στοιχείο του πίνακα, δηλαδή να έχουμε έναν τύπο για την ορίζουσα. Ας δούμε πώς προκύπτει ο τύπος για ορίζουσες 2 2 πινάκων απο τις ιδιότητες της ορίζουσας. Η πρώτη γραμμή του πίνακα [ a b A = c d ] γράφεται ως γραμμικός συνδυασμός [a b] = [a 0] + [0 b]. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 3 / 12

a c b d = = a 0 c d + 0 b c d a 0 c 0 + a 0 0 d + 0 b c 0 = 0 + ad + ( bc) + 0. + 0 b 0 d Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 4 / 12

Η ανάλυση της ορίζουσας n n πίνακα Για έναν n n πίνακα, έχουμε, για την πρώτη γραμμή: [a 11... a 1n ] = [a 11 0... 0] + [0 a 12 0... 0] + + [0... 0 a 1n ]. Άρα η ορίζουσα του πίνακα ισούται με το άθροισμα των οριζουσών n πινάκων, ο κάθε ένας από τους οποίους έχει το πολύ ένα μη μηδενικό στοιχείο στην πρώτη γραμμή. Για n = 3, a 11 a 12 a 13 = a 11 0 0 + 0 a 12 0 + 0 0 a 13. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 5 / 12

Επαναλαμβάνουμε αυτή τη διαδικασία για τη δεύτερη γραμμή καθενός από τους n πίνακες, και γράφουμε κάθε έναν από αυτούς ως άθροισμα n πινάκων, ο κάθε ένας από τους οποίους έχει το πολύ ένα μη μηδενικό στοιχείο στη δεύτερη γραμμή. Καταλήγουμε με το άθροισμα των οριζουσών n 2 πινάκων ο κάθε ένας από τους οποίους έχει το πολύ από ένα μη μηδενικό στοιχείο στην πρώτη γραμμή και στη δεύτερη γραμμή. Για n = 3, έχουμε 3 ορίζουσες από τον [a 11 0 0] πίνακα, a 11 a 12 a 13 = + a 11 0 0 a 21 0 0 0 a 12 0 + a 11 0 0 0 a 22 0 + + 0 0 a 13. a 11 0 0 0 0 a 23 και άλλες 6 από τους [0 a 12 0] και [0 0 a 13 ] πίνακες, συνολικά 9 ορίζουσες. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 6 / 12

Επαναλαμβάνουμε αυτή την διαδικασία για την τρίτη και για τις υπόλοιπες γραμμές όλων των πινάκων που προκύπτουν. Χρησιμοποιούμε τη γραμμικότητα της ορίζουσας ως προς κάθε γραμμή του πίνακα, για να γράψουμε την ορίζουσα ως άθροισμα οριζουσών πινάκων, κάθε ένας από τους οποίους έχει το πολύ ένα μη μηδενικό στοιχείο σε κάθε γραμμή. Καταλήγουμε με το άθροισμα των οριζουσών n n τέτοιων πινάκων. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 7 / 12

Εξετάζουμε έναν απο αυτούς τους n n πίνακες. Σε κάθε γραμμή έχει μόνον ένα στοιχείο που μπορεί να μην είναι ίσο με 0. Υποθέτουμε οτι στην i γραμμή αυτό το στοιχείο βρίσκεται στη j i στήλη, είναι δηλαδή το στοιχείο a i ji. Ο πίνακας έχει το πολύ n μη μηδενικά στοιχεία, τα a 1 j1, a 2 j2,..., a n jn. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 8 / 12

Εάν δύο απο τα μη μηδενικά στοιχεία βρίσκονται στην ίδια στήλη, τότε υπάρχει κάποια άλλη στήλη που δεν έχει κανένα μη μηδενικό στοιχείο. Συνεπώς η ορίζουσα του πίνακα είναι μηδέν. Συμπεραίνουμε οτι εάν η αντιστοιχία i j i στέλνει δύο διαφορετικά i στο ίδιο j, εάν δηλαδή δεν είναι ενεικονική, τότε η ορίζουσα του πίνακα μηδενίζεται. Αντιθέτως η ορίζουσα του πίνακα μπορεί να μην μηδενίζεται μόνον όταν η αντιστοιχία i j i είναι αμφιμονοσήμαντη, δηλαδή όταν είναι μετάθεση του συνόλου {1,..., n}. Γνωρίζουμε οτι υπάρχουν n! μεταθέσεις, και συνεπώς μόνο n! απο τις n n ορίζουσες μπορεί να μην είναι ίσες με μηδέν. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 9 / 12

Για έναν 3 3 πίνακα, από τις 3 3 = 27 ορίζουσες, επιβιώνουν μόνο 3! = 6, και έχουμε τον τύπο που γνωρίζουμε: a 11 a 12 a 13 = + a 11 0 0 0 a 22 0 0 0 a 33 a 11 0 0 0 0 a 23 0 a 32 0 + 0 a 12 0 0 0 a 23 a 31 0 0 + + 0 a 12 0 a 21 0 0 0 0 a 33 + = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33 a 13 a 22 a 31. 0 0 a 13 a 21 0 0 0 a 32 0 0 0 a 13 0 a 22 0 a 31 0 0 Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 10 / 12

Αν συμβολίσουμε σ μία μετάθεση του συνόλου με 3 στοιχεία, σ : {1, 2, 3} {1, 2, 3}, έχουμε det A = σ ±a 1 σ(1) a 2 σ(2) a 3 σ(3). Το πρόσημο καθορίζεται από την ορίζουσα det P σ του πίνακα που προκύπτει εάν εφαρμόσουμε τη μετάθεση σ στις γραμμές του ταυτοτικού 3 3 πίνακα I. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 11 / 12

Η προηγούμενη ανάλυση γενικεύεται σε n n πίνακες, και δίδει τον ακόλουθο τύπο για την ορίζουσα ενός n n πίνακα. Θεώρημα Εάν A = (a ij ) είναι n n πίνακας, det A = σ a 1 σ(1)... a n σ(n) det(p σ ) όπου το άθροισμα λαμβάνεται πάνω απο το σύνολο όλων των μεταθέσεων n στοιχείων, και P σ είναι ο πίνακας που προκύπτει εάν εφαρμόσουμε τη μετάθεση σ στις γραμμές του ταυτοτικού πίνακα. Χ.Κουρουνιώτης (Παν.Κρήτης) ΜΕΜ 102-42 Δεκ 2014 12 / 12