Ασκήσεις6 Το σύνηθες εσωτερικό γινόμενο στο

Σχετικά έγγραφα
Ασκήσεις6 Διαγωνοποίηση Ερμιτιανών Πινάκων

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

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

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

Γραμμική Άλγεβρα II Εαρινό εξάμηνο

Γραμμική Άλγεβρα ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Όνομα συνοπτικές ενδεικτικές λύσεις

Γραμμική Άλγεβρα II. Ασκήσεις με Υποδείξεις - Απαντήσεις. Περιεχόμενα

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

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

Ασκήσεις4 48. P AP τριγωνικό. Αφού δείξτε ότι ο A δεν είναι διαγωνίσιμος, βρείτε αντιστρέψιμο A 1 3 1

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

A, και εξετάστε αν είναι διαγωνίσιμη.

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

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

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

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

Κεφάλαιο 7 Ορθογώνιοι Πίνακες

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

1 ιαδικασία διαγωνιοποίησης

Ιδιάζουσες τιμές πίνακα. y έχουμε αντίστοιχα τις σχέσεις : Αυτές οι παρατηρήσεις συμβάλλουν στην παραγοντοποίηση ενός πίνακα

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΕΡΓΑΣΙΑ 3 η Ημερομηνία Αποστολής στον Φοιτητή: 7 Ιανουαρίου 2008

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

ΠΛΗ ΛΥΣΕΙΣ ΕΡΓ_2 ΣΕΛ. 1/11

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

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

Θέμα 1. με επαυξημένο 0 1 1/ 2. πίνακα. και κλιμακωτή μορφή αυτού

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΜΑΣ 121: ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΠΟΛΥΩΝΥΜΟ ΠΙΝΑΚΑ: Έστω Α ένας n nπίνακας επί ενός σώματος F. Για χ στο F, ορίζεται το πολυώνυμο ( ως προς χ ) : h ( x) = det( A- xi ).

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

8.1 Διαγωνοποίηση πίνακα

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

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

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

ΚΕΦ.6:ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ. ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ

Θέμα 1. που. . Δηλαδή ο υπόχωρος V είναι το. Απάντηση 1α) ii)παρατηρούμε οτι

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

1 Επανάληψη εννοιών από τον Απειροστικό Λογισμό

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο 7 Βάσεις και ιάσταση

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Χαρακτηριστική Εξίσωση Πίνακα

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

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΑΣΚΗΣΕΙΣ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

Κλασικη ιαφορικη Γεωµετρια

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

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

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

, b, έχει λύση αν και μόνο αν rank( A) rank( A b) είναι οι συνήθεις διατεταγμένες βάσεις των,

Η ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ JORDAN

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

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 ---> { }

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

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΒΙΟΙΑΤΡΙΚΗ

Διαγωνοποίηση μητρών. Στοιχεία Γραμμικής Άλγεβρας

Κεφάλαιο 9 1 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

2 3x 5x x

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

x 2 = x x 2 2. x 2 = u 2 + x 2 3 Χρησιµοποιώντας το συµβολισµό του ανάστροφου, αυτό γράφεται x 2 = x T x. = x T x.

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

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

Στοχαστικά Σήματα και Τηλεπικοινωνιές

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

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο 3 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΡΑΜΜΙΚΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑΣ

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

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

Στοχαστικά Σήµατα και Εφαρµογές

B είναι ισοδύναμοι αν και μόνο αν υπάρχουν διατεταγμένες βάσεις ˆv του. , b, έχει λύση αν και μόνο αν rank( A) rank( A b)

ΠΛΗ 12 - Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα

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

7 ΑΛΓΕΒΡΑ ΜΗΤΡΩΝ. 7.2 ΜΗΤΡΕΣ ΕΙΔΙΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ (Ι)

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΕΡΓΑΣΙΑ 6 ΛΥΣΕΙΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ , Β= 1 y, όπου y 0. , όπου y 0.

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 6

Σπιν 1 2. Γενικά. Ŝ και S ˆz γράφονται. ιδιοκαταστάσεις αποτελούν ορθοκανονική βάση στον χώρο των καταστάσεων του σπιν 1 2.

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

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

[ ] και το διάνυσµα των συντελεστών:

Παραγοντοποιήσεις πίνακα

Σπιν 1/2. Γενικά. 2 Υπενθυμίζουμε ότι τα έξι κουάρκ και τα έξι λεπτόνια του Καθιερωμένου Προτύπου,

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

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

ΜΑΣ 371: Αριθμητική Ανάλυση ΙI ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. 1. Να βρεθεί το πολυώνυμο παρεμβολής Lagrange για τα σημεία (0, 1), (1, 2) και (4, 2).

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Σ Γιάννης Σακελλαρίδης Τελευταία ενημέρωση 11 Ιουνίου (Το αρχείο θα ενημερώνεται κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.)

Transcript:

Ασκήσεις6 7 Ασκήσεις6 Το σύνηθες εσωτερικό γινόμενο στο και Βασικά σημεία Το σύνηθες εσωτερικό γινόμενο στο και (ορισμοί και ιδιότητες) Ορθοκανονικές βάσεις και η μέθοδος Gram-Schmidt Ορθογώνιο συμπλήρωμα υπόχωρου του ή (ορισμοί και ιδιότητες) Ιδιότητες Ερμιτιανών πινάκων: o πραγματικές ιδιοτιμές, o καθετότητα ιδιοδιανυσμάτων που αντιστοιχούν σε διαφορετικές ιδιοτιμές Ιδιότητες μοναδιαίων πινάκων: o κάθε ιδιοτιμή έχει μέτρο, o χαρακτηρισμός μοναδιαίων με τη διατήρηση του εσωτερικού γινομένου, o χαρακτηρισμός μοναδιαίων με ορθοκανονικότητα γραμμών ή στηλών Συνιστώμενες ασκήσεις: -4, 6-20 () Έστω, v 2 () a Αν, v 0, τότε 2 2 2 v v Όταν 2, η ισότητα αυτή εκφράζει το Πυθαγόρειο Θεώρημα b Αν v, τότε τα v, v είναι κάθετα Όταν 2, η ισότητα αυτή λέει ότι οι c διαγώνιοι ρόμβου τέμνοντα κάθετα 2 2 2 2 v v 2 2 v Δώστε μια γεωμετρική ερμηνεία της σχέσης αυτής όταν 2 a Να βρεθεί μια ορθοκανονική βάση του b Να βρεθεί μια ορθοκανονική βάση του 5 (,0,2), (0,,0) 2 που περιέχει το διάνυσμα 2 (,0,) που περιέχει τα διανύσματα () Έστω {,, } ορθοκανονική βάση του και V o υπόχωρος που παράγεται από τα,,, k όπου k Δείξτε ότι μια ορθοκανονική βάση του V είναι το σύνολο { k,, } 4 4 () Έστω V ο υπόχωρος του που παράγεται από τα διανύσματα v (,,, ), v2 (, 2,, ), v (4, 7,8, 4) Αφού βρείτε τη διάσταση του V, βρείτε μια ορθοκανονική βάση του V και μια ορθοκανονική βάση του V 5 () Δίνονται οι υπόχωροι του και W ( x, y, z) x y z 0 V ( x, y, z) x 2y z 0 Βρείτε μια ορθοκανονική βάση για καθένα από τους υπόχωρους V, V, V W, ( V W ) 6 (2) Έστω W, W2 Δείξτε ότι ( W W2 ) W W2 και ( W W2 ) W W2 7 () Έστω, B a t t b det( ) det( ) det c d e f ( ) Δείξτε τις ακόλουθες σχέσεις για κάθε ( B) B ( B) B

Ασκήσεις6 74 g Αν ο είναι αντιστρέψιμος, τότε 8 () Έστω Αν ( x) [ x], ( x) a x a x a0, με ( x) συμβολίζουμε το πολυώνυμο ( x) ax ax a0 Δείξτε τις ακόλουθες προτάσεις a ( x) ( x) b m ( x) m ( x) c Το είναι ιδιοτιμή του αν και μόνο αν το είναι ιδιοτιμή του 9 (2) Έστω με Δείξτε ότι ο είναι όμοιος με διαγώνιο πίνακα της μορφής diag(0,,0,,, ) και ότι rak rak( I ) 0 () Έστω, B μοναδιαίοι πίνακες Δείξτε τις ακόλουθες προτάσεις a Οι, t, είναι μοναδιαίοι b Αν είναι μια ιδιοτιμή του, τότε και το είναι ιδιοτιμή του c det d Οι B και B είναι μοναδιαίοι () Να βρεθεί μοναδιαίος πίνακας με πρώτη γραμμή τη 0 0 0 2 (2) Έστω U μοναδιαίος πίνακας τέτοιος ώστε det( U ) 0 Τότε ο H που ορίζεται από ih ( U I )( U I ) είναι Ερμιτιανός () Έστω Δείξτε ότι αν ισχύουν οποιεσδήποτε δύο από τις επόμενες προτάσεις, τότε ισχύει και η τρίτη a Ο είναι Ερμιτιανός b Ο είναι μοναδιαίος 2 c I 4 (2) Έστω ένας μοναδιαίος πίνακας Δείξτε τα εξής a Αν det και περιττός, τότε το είναι ιδιοτιμη του b Αν det και άρτιος, τότε το είναι ιδιοτιμη του c Αν det, τότε το είναι ιδιοτιμη του 5 () Έστω, B μοναδιαίοι πίνακες τέτοιοι ώστε det det B Τότε det( B) 0 6 (2) Έστω τέτοιος ώστε Δείξτε τα εξής a Κάθε ιδιοτιμή του είναι της μορφής iμ, μ b Ο πίνακας I είναι αντιστρέψιμος και det( I ) c Ο πίνακας ( I )( I ) είναι μοναδιαίος 7 (2) Έστω Δείξτε ότι αν X X για κάθε X 8 (2) Έστω τέτοιος ώστε X, X 0 για κάθε X προηγούμενο συμπέρασμα αν και X, X 0 για κάθε X I, τότε ο είναι μοναδιαίος Δείξτε ότι 0 ; Αληθεύει το 9 (2) Αποδείξτε την άσκηση 67 χρησιμοποιώντας την άσκηση 68 20 Επαναληπτική άσκηση κατανόησης Εξετάστε ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές Δώστε μια απόδειξη ή ένα αντιπαράδειγμα a Αν οι, B είναι Ερμιτιανοί, τότε ο B είναι Ερμιτιανός b Αν οι, B είναι Ερμιτιανοί, τότε ο B είναι Ερμιτιανός c Αν οι, B είναι Ερμιτιανοί και B B, τότε ο B είναι Ερμιτιανός

Ασκήσεις6 75 cos si 0 0 si cos 0 0 d Ο πίνακας είναι μοναδιαίος 0 0 cos si 0 0 si cos e Αν, B είναι μοναδιαίοι, τότε κάθε ιδιοτιμή του B έχει μέτρο f Δεν υπάρχει μοναδιαίος τέτοιος ώστε ( 2 I )( I )( 4 I ) 0

Ασκήσεις6 76 b Υποδείξεις/Απαντήσεις Ασκήσεις6 2 2 v, v,, v v, v, v, v, v v 0 2 2 c v v v, v v, v,, v v, v, v,, v v, v, v 2 2 2, 2 v, v 2 2 v Γεωμετρική ερμηνεία: το άθροισμα των τετραγώνων των διαγωνίων ενός παραλληλογράμμου είναι ίσο με το άθροισμα των τετραγώνων των πλευρών 2 Υπόδειξη: Ένας τρόπος είναι να θεωρήσουμε μια βάση του που περιέχει το, για παράδειγμα τη, 2,, όπου (,0,0), 2 (0,,0), και να εφαρμόσουμε σε αυτή τη μέθοδο Gram-Schmidt Ένας άλλος τρόπος είναι να παρατηρήσουμε ότι κάθε διάνυσμα κάθετο στο είναι της μορφής ( x, y, x), x, y Επιλέγουμε v (0,,0) και w 2 (,0, ) Τα, v, w αποτελούν ορθοκανονική βάση του Λύση: Έχουμε k,, V αφού καθένα από τα,, k είναι κάθετο με καθένα από τα,, k Ξέρουμε ότι dimv dim V k Έχουμε dim k,, k επειδή τα,, k είναι γραμμικά ανεξάρτητα Άρα dimv dim k,, Επειδή k,, V, παίρνουμε k,, V 4 Απάντηση για V : dimv 2 Εφαρμόζοντας τη μέθοδο ορθοκανονικοποίησης Gram-Schmidt στη 2 βάση v, v 2 του V βρίσκουμε την ορθοκανονικη βάση {, }, όπου (,,, ), 2 4,7,, Υπόδειξη για V : ος τρόπος Έχουμε 2 V x y z w x y z w x y z w 4 {(,,, ) 7 0} Λύνοντας το σύστημα, βρείτε μια βάση του V και στη συνέχεια εφαρμόστε σε αυτή τη μέθοδο Gram-Schmidt 2 ος 2 τρόπος: Επαυξήστε την ορθοκανονική βάση {, } του V που βρήκατε πριν, σε ορθοκανονική 2 2 4 βάση {,,, 4} του Τότε {, 4} είναι ορθοκανονική βάση του V σύμφωνα με την 2 άσκηση 6, 5 Υπόδειξη: Επειδή ( x, y, z) V x 2y z 0 ( x, y, z) (2 y z, y, z) y(2,,0) z(,0,), όπου y, z, και τα (2,,0),(,0) είναι γραμμικά ανεξάρτητα (γιατί;), μια βάση του V είναι η {(2,,0),(,0,)} Εφαρμόστε στη βάση αυτή τη μέθοδο Gram-Schmidt για να βρείτε ορθοκανονική βάση του V V ( x, y, z) x 2y z 0 U, όπου U, ( 2,) Άρα Παρατηρούμε ότι V U U και μια ορθοκανονική βάση του V είναι το σύνολο { } { 6(, 2,)}

Ασκήσεις6 77 Λύνοντας το σύστημα x 2y z x y z 0, βρίσκουμε V W (,0, ) οπότε μια ορθοκανονική βάση του V W είναι το σύνολο { 2 (,0, )} Επειδή V W (,0, ), έχουμε ( V W ) {( x, y, z) x z 0} Δείξτε ότι μια βάση του ( V W ) είναι το σύνολο {(0,,0),(,0,)} Επειδή τα (0,,0),(,0,) είναι κάθετα, μια ορθοκανονική βάση του ( V W ) είναι το σύνολο {(0,,0), 2 (,0,)} 6 Λύση: Για την πρώτη ισότητα έχουμε v ( W W ) v, w 0 ww W 2 2 v, w v, w 0 w W, w W 2 2 2 v W, v W v W W 2 2 Η δεύτερη προκύπτει από την πρώτη θέτοντας W i στη θέση του W i, οπότε ( W W ) ( W ) ( W ) W W W W ( W W ) 2 2 2 2 2 7 8 b Υπόδειξη: Αν ( x) [ x], τότε ( ) 0 ( ) 0 Θεωρήστε ( x) m ( x) και ( x) m ( x) 9 Υπόδειξη: Δείξτε ότι και άρα ( I ) 0 Στη συνέχεια θεωρώντας το m ( x ) δείξτε ότι ο είναι διαγωνίσιμος και είναι όμοιος με πίνακα της μορφής diag(0,,0,,, ), a rak Δείξτε ότι ο I είναι όμοιος με το diag (,,,0,,0) 0 Λύση: ος τρόπος Μια βάση του v2 (0,, 0) και (0,0,) a που περιέχει το v ( 0,0, 0) είναι η v, v2, v v Πράγματι, το σύνολο,, v v v είναι γραμμικά ανεξάρτητο (για 2 0 0 0 παράδειγμα, det 0 0 0 ) και επειδή έχει στοιχεία και dim, το σύνολο 0 0 αυτό είναι μια βάση του Εφαρμόζουμε την ορθοκανονικοποίηση Gram-Schmidt στην προηγούμενη βάση Έχουμε v (,0, ), 0 0 v2, 2 v2 2 0,,0, v, v, v (,0, ), 0 0 2 2 2 2 2 και συνεπώς μια ορθοκανονική βάση του είναι η 0 0 0, 2 0,,0, 2 Από την Πρόταση 427 έπεται ότι ο πίνακας 0 0 0 a, όπου

Ασκήσεις6 78 0 0 0 0 0 0 0 0 είναι μοναδιαίος 2 ος τρόπος Υπόδειξη Παρατηρούμε ότι κάθε διάνυσμα του κάθετο στο v ( 0,0, 0) είναι της μορφής ( z, y, z), y, z (γιατί;) Επιλέγουμε v2 (0,,0), v (,0,) Το σύνολο { v, v2, v } είναι ορθογώνιο και άρα γραμμικά ανεξάρτητο (Λήμμα 40) Συνεπώς είναι βάση του v v2 v Το σύνολο {,, } είναι μια ορθοκανινική βάση του Ο πίνακας με γραμμές τα v v v 2 στοιχεία v, v, v v v v 2 2 2 Υπόδειξη: Πράξεις και άσκηση 69 Πράγματι, είναι ο () και είναι μοναδιαίος σύμφωνα με την Πρόταση 427 ( U I )( U I ) ( U I ) U I ( U I ) U I U I U I U I U I Δείξτε ότι ( U I ) ( U I ) ( U I )( U I ), ισοδύναμα, ( U I )( U I ) ( U I )( U I ) Άρα H H Υπόδειξη: Και οι τρεις συνεπαγωγές έπονται από τους ορισμούς 4 a Υπόδειξη: Οι ιδιοτιμές στο του είναι της μορφής,,,,,,,,, k, k m όπου i και m περιττός (Πρόταση 7 και Πρόταση 426) Το γινόμενο των ιδιοτιμών ισούται με (Πόρισμα 26) 5 Λύση: Ο B είναι μοναδιαίος (άσκηση 69d) Επειδή είναι πραγματικός, οι ιδιοτιμές του στο είναι της μορφής,,,,,,,,, k, k όπου i και 0 (Πρόταση 7 και Πρόταση 426) Από την υπόθεση έπεται ότι ότι 0 Άρα det( B) 0 6 a Λύση: Για κάθε det( B I ) 0 X det( B ) 0 Συνεπώς από το Πόρισμα 26 έπεται και επομένως πολλαπλασιάζοντας με det B παίρνουμε έχουμε X, X X, X X, X, οπότε αν το X είναι ιδιοδιάνυσμα του που αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή παίρνουμε X, X X, X και άρα ( X 0 ) Άρα i, b Λύση: Από το a έπεται ότι το δεν είναι ιδιοτιμή του και συνεπώς det( ) 0 7 Υπόδειξη: Αντικαταστήστε το X με το X Y για να λάβετε X, Y Y, X X, Y Y, X και στη σχέση αυτή αντικαταστήσετε το Y με το iy για να λάβετε I ()

Ασκήσεις6 79 i X, Y i Y, X i X, Y i Y, X Από τις δυο σχέσεις έχουμε X, Y X, Y για κάθε σύμφωνα με την Πρόταση 424 X, Y και άρα ο είναι μοναδιαίος 8 Υπόδειξη: Χρησιμοποιήστε την τεχνική της προηγούμενης άσκησης Η απάντηση στο δεύτερο 0 σκέλος της άσκησης είναι όχι και ένα σχετικό αντιπαράδειγμα είναι 0 9 Υπόδειξη: Από X X για κάθε X προκύπτει ( I) X, X 0 για κάθε X I 0 20 Απάντηση: a Σ 0 b Λ Ένα αντιπαράδειγμα είναι, B 0 0 c Σ 4 d Σ Οι στήλες αποτελούν ορθοκανονική βάση του e Σ Ο B είναι μοναδιαίος f Σ Αν λ είναι ιδιοτιμή του, τότε {2,,4} οπότε δεν έχει μέτρο Άρα Gram-Schmidt για ν=2