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

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

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

Παραδείγματα (2 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι (3)

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

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

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Παραδείγματα Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

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

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

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

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Κεφάλαιο 4 Διανυσματικοί Χώροι

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου Ι. Λυχναρόπουλος

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 10ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Ιδιοτιμές - Ιδιοδιανύσματα

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

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

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 7ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Γραμμικά Συστήματα- Απαλοιφή Gauss Επιμέλεια: I. Λυχναρόπουλος

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

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

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

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

Παραδείγματα (2) Διανυσματικοί Χώροι

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

2.0 ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ ΚΑΙ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Παραδείγματα (1 ο σετ) Διανυσματικοί Χώροι

1 ιαδικασία διαγωνιοποίησης

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

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

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

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss-Jordan Παραγοντοποίηση LU, LDU

Παραδείγματα Απαλοιφή Gauss Απαλοιφή Gauss Jordan

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

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

Κεφάλαιο 7 Βάσεις και ιάσταση

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

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

============================================================== Σχηµατίζουµε τον πίνακα µε στήλες τα διανύσµατα v1,v2,v3,u1,u2:

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Παραδείγματα Διανυσματικοί Χώροι

[A I 3 ] [I 3 A 1 ].

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

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

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

Διανύσµατα στο επίπεδο

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

ΠΛΗ 12 - Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα

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

Διαγωνοποίηση μητρών. Στοιχεία Γραμμικής Άλγεβρας

( ) 10 ( ) εποµ ένως. π π π π ή γενικότερα: π π. π π. π π. Άσκηση 1 (10 µον) Θεωρούµε το µιγαδικό αριθµό z= i.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τµήµα Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών

Κεφάλαιο 4 ιανυσµατικοί Χώροι

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

2 3x 5x x

Βάση και Διάσταση Διανυσματικού Χώρου

Kεφάλαιο 4. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων. F : : F = F r, όπου r xy

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

Κεφάλαιο 5 Γραμμικοί Μετασχηματισμοί

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ -ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Λύσεις των Θεμάτων εξέτασης προόδου στο μάθημα «Γραμμική Άλγεβρα» (ΗΥ119)

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιµές και Ιδιοδιανύσµατα

Έντυπο Yποβολής Αξιολόγησης ΓΕ

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

Γραμμική Άλγεβρα II Εαρινό εξάμηνο

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

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΟΡΙΖΟΥΣΕΣ

Λύσεις και Υποδείξεις Επιλεγµένων Ασκήσεων

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

Γραμμική Άλγεβρα Ι,

Κεφάλαιο 9 1 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

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

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12)

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

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

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

ΑΣΚΗΣΕΙΣ 7 ης ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ

5.9 ΘΕΤΙΚΑ ΟΡΙΣΜΕΝΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΓΙΝΟΜΕΝΟ

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ (ΗΥ-119)

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

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

Transcript:

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Άσκηση (Μονάδες.) Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση 9/6/08 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος Έστω A= k και w = 3 0. Να βρεθεί η τιμή του k για την οποία το w είναι ένα ιδιοδιάνυσμα του Α.. Για την τιμή του k που βρήκατε στο προηγούμενο ερώτημα υπολογίστε τη διάσταση του ιδιοχώρου που περιέχει το w. ) Για να είναι το w ιδιοδιάνυσμα του πίνακα Α θα πρέπει να ικανοποιεί τη σχέση Aw = λw για κάποιο λ. Έχουμε λοιπόν: Aw = λw k λ = 3 0 0 3 λ 3 λ k λ = + = + k = λ 0 0 Από την πρώτη εξίσωση παίρνουμε την ιδιοτιμή λ = 3 την οποία αντικαθιστούμε στη δεύτερη εξίσωση και παίρνουμε k = ) Αφού η τιμή k = αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή λ = 3, ζητάμε το dimv(3) Για να υπολογίσουμε τη διάσταση του ιδιοχώρου V (3) αρκεί να βρούμε τη βαθμίδα του πίνακα A 3I την οποία στη συνέχεια θα αφαιρέσουμε από το πλήθος των στηλών. Είναι: 3 A 3I = 3 = 3 3 0 Η απαλοιφή Gauss δίνει:

r r+ r r3 r3 r r3 r3+ r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Επειδή έχουμε οδηγούς η τάξη του πίνακα A 3I είναι. Άρα dim V (3) = 3 = Άσκηση (Μονάδες ) Έστω ο πίνακας b+ a a 3c e+ d d 3f h+ g g 3i a b c A= d e f g h i, ο οποίος έχει det( A ) =. Υπολογίστε την ακόλουθη ορίζουσα: b+ a a 3c b+ a a c a b+ a c a b c a a c e+ d d 3f = 3 e+ d d f = 3 d e+ d f = 3 d e f 3 d d f = h+ g g 3i h+ g g i g h+ g i g h i g g i a b c a a c 3 d e f 6 d d f = 3( ) = 6 g h i g g i Άσκηση 3 (Μονάδες ± : Κάθε σωστή απάντηση: +0. μονάδες, Κάθε λανθασμένη απάντηση: -0. μονάδες) Να χαρακτηρίσετε ως «Σωστή» ή «Λάθος» τις ακόλουθες προτάσεις: ) Αν ένας τετράγωνος πίνακας έχει μία ιδιοτιμή ίση με το 0 τότε αυτός αντιστρέφεται. (Λ) ) Οι διαγώνιοι πίνακες αποτελούν - διανυσματικό υποχώρο του M ( ). (Σ) n

3) Ένας τετράγωνος πίνακας έχει τις ίδιες ιδιοτιμές με τον κλιμακωτό πίνακα που προκύπτει από αυτόν μετά από απαλοιφή Gauss. (Λ) 4) Για τον γραμμικό μετασχηματισμό T : V W αν ισχύει ότι dimv dimw τότε αυτός είναι μονομορφισμός. (Λ) n m ) Έστω ο γραμμικός μετασχηματισμός T :. Αν ισχύει ότι nullity( T ) = n m τότε ο Τ είναι μονομορφισμός. (Λ) 6) Οι πίνακες αναπαράστασης ενός ενδομορφισμού ως προς δύο διαφορετικές βάσεις είναι όμοιοι μεταξύ τους. (Σ) 0 7) Ο γραμμικός μετασχηματισμός που έχει πίνακα αναπαράστασης τον A = 0 προκαλεί στροφή προς τα δεξιά κατά 90 μοίρες. (Σ) 8) Το τελικό ανάπτυγμα (Leibniz) της ορίζουσας A 4 4 έχει 4 όρους. (Λ) 9) Στο τελικό ανάπτυγμα (Leibniz) της ορίζουσας A 4 4 ο όρος aa4a3a 34 έχει αρνητικό πρόσημο. (Σ) 0) Κάθε υποσύνολο γραμμικά εξαρτημένων διανυσμάτων είναι επίσης γραμμικά εξαρτημένο σύνολο διανυσμάτων. (Λ) Άσκηση 4 (Μονάδες.) Έστω ο ενδομορφισμός T : με τύπο Txy (, ) = ( x yx, + 3 y) a) Δείξτε ότι το σύνολο = { v = (, 3), v = (, )} αποτελεί βάση του b) Nα υπολογιστεί ο πίνακας αναπαράστασης [ T ] c) Να υπολογιστεί ο πίνακας αλλαγής βάσης P > E d) Δείξτε πως από τον πίνακα [ T ] προκύπτει ο τύπος του μετασχηματισμού, όπου E η κανονική βάση του a) Η διάσταση του είναι γνωστή και ίση με και επειδή δίνονται διανύσματα του αρκεί να δείξουμε ότι αυτά είναι γραμμικά ανεξάρτητα για να αποτελούν βάση του χώρου. Παρατηρούμε ότι το ένα διάνυσμα δεν είναι πολλαπλάσιο του άλλου, επομένως είναι γραμμικά ανεξάρτητα. b) Αρχικά Βρίσκουμε τις συντεταγμένες του τυχαίου διανύσματος ( xy, ) του : ( x, y) = av+ bv ( x, y) = a(, 3) + b(, ) x= a+ b y = 3a + b Λύνουμε το σύστημα ως προς ab, και παίρνουμε: { v, v } R ως προς τη βάση

α = x+ y 3 b= x+ y Άρα 3 ( x, y) = x+ y v + x+ y v για κάθε x,y () Στη συνέχεια βρίσκουμε τις εικόνες των διανυσμάτων βάσης από τον τύπο του μετασχηματισμού: Tv ( ) = T(,3) = (,8) () Tv ( ) = T(, ) = (0, 7) (3) Εφαρμόζοντας στις σχέσεις () και (3) την (), γράφουμε τις εικόνες των v,v ως γραμμικό συνδυασμό της βάσης : 8 7 Tv ( ) = v v 7 7 Tv ( ) = v+ v Γράφουμε τις συντεταγμένες του κάθε διανύσματος ως στήλες του πίνακα αναπαράστασης και παίρνουμε: [ T ] 8 7 = 7 7 c) Αρκεί να τοποθετήσουμε τα διανύσματα της βάσης ως στήλες του πίνακα: d) Γενικά ισχύει ότι [ Tv] = T [ v] () [ ] B B B, B Στην περίπτωσή μας B = B = οπότε είναι [ Tv] = T [ v] () [ ] P > E = 3 Για το τυχαίο v xy R = (, ) η () δίνει

x+ y x+ y = = = 3 3x y + x+ y [ v] [( xy, )] Πολλαπλασιάζοντας με τον πίνακα αναπαράστασης παίρνουμε: [ T] [ v] 8 7 x+ y 8( x+ y) + 7(3 x+ y) x+ y = = = 7 7 3x+ y 7( x+ y) + 7(3 x+ y) 3x To αποτέλεσμα αυτό είναι το [ Tv ()], δηλαδή οι συντεταγμένες του Tv () ως προς τη βάση Έτσι τελικά θα έχουμε: T( v) = T( x, y) = ( x+ y) v + 3 xv = ( x+ y) (,3) + 3 x(,) Txy (, ) = ( x yx, + 3 y) Άσκηση (Μονάδες.) Δίνονται υποχώροι του 4 : 4 U= {( abcd,,, ) : b c+ d = 0} και W= abcd a b= c= d b 4 {(,,, ) : 0, } Βρείτε από μία βάση των: a)u b) W c) U W a) O χώρος U μπορούμε να θεωρήσουμε ότι είναι οι λύσεις του ομογενούς συστήματος (το οποίο εκφυλίζεται σε μία μόνον εξίσωση): b c+ d = 0 Ο πίνακας συντελεστών είναι ο A = [ 0 ] (είναι ήδη σε κλιμακωτή μορφή) Επομένως U = N( A) Έχουμε έναν οδηγό και τέσσερις στήλες, άρα dimn(a)=dimu=4-=3 Ελεύθερες μεταβλητές: acd,, Η γενική λύση του συστήματος είναι η a s b t w =, stw,, R c t d w

Εύρεση βάσης: s =, t = 0, w= 0 u = (,0,0,0) s = 0, t =, w= 0 u = (0,,, 0) s = 0, t = 0, w= u = (0,, 0,) 3 Επομένως το σύνολο { u, u, u 3} αποτελεί μία βάση του U b) O χώρος W μπορούμε να θεωρήσουμε ότι είναι οι λύσεις του ομογενούς συστήματος: a b= 0 a b= 0 c= d b b+ c d = 0 Ο πίνακας συντελεστών είναι ο 0 0 A = 0 (είναι ήδη σε κλιμακωτή μορφή) Επομένως W = N( A) Έχουμε δύο οδηγούς και τέσσερις στήλες, άρα dimn(a)=dimw=4-= Ελεύθερες μεταβλητές: cd, Η γενική λύση του συστήματος είναι η a s+ t b s t + =, st, R c s d t Εύρεση βάσης: s =, t = 0 w = (,,, 0) s = 0, t = w = (,, 0,) Επομένως το σύνολο { w, w } αποτελεί μία βάση του W c) To σύνολο U W θα περιλαμβάνει τους περιορισμούς και των δύο υποχώρων. Έτσι το ομογενές σύστημα που δημιουργείται είναι το ακόλουθο: b c+ d = 0 a b = 0 b + c d = 0 Ο πίνακας συντελεστών είναι ο 0 0 0 0 0 A = 0 0 0 0 0 0 0 0 4 Έχουμε τρεις οδηγούς και τέσσερις στήλες, άρα dim N( A) = dim( U W) = 4 3 = Ελεύθερες μεταβλητές: d Η γενική λύση του συστήματος είναι η

a 0 b 0 =, t R c t d t Εύρεση βάσης: t = v = (0,0,,) Επομένως το σύνολο { v } αποτελεί μία βάση του χώρου U W Άσκηση 6 (Μονάδες.) Θεωρούμε τον ενδομορφισμό 3 3 T : T (, x y, z) = ( x + y + kz, x + y + 3, z y + z) με k 3 α)εξετάστε ποιες συνθήκες πρέπει να ικανοποιούνται ώστε το τυχαίο διάνυσμα v= ( abc,, ) να ανήκει στο ImT β) Διερευνήστε τη διάσταση του ImT α) Είναι γνωστό ότι το ImT ταυτίζεται με το χώρο στηλών του πίνακα αναπαράστασης [ Τ ], επομένως για να ανήκει το v στο ImT θα πρέπει το σύστημα [ T] x = v να έχει λύση (μία ή άπειρες). Με απαλοιφή Gauss στον επαυξημένο πίνακα του συστήματος παίρνουμε: k a k a k a r r r r3 r3 r 3 b 0 3 k b a + 0 3 k b a 0 c 0 c 0 0 4 k b a+ c Διακρίνουμε 3 περιπτώσεις: Αν 4 k = 0 και b a+ c 0 το σύστημα είναι αδύνατο και το v δεν ανήκει στο ImT Αν 4 k = 0και b a+ c= 0 το σύστημα είναι αόριστο και το v ανήκει στο ImT Αν 4 k 0το σύστημα έχει μοναδική λύση και το v ανήκει πάντοτε στο ImT β) Η διάσταση του ImT ισούται με τη βαθμίδα του πίνακα [Τ], επομένως Αν k 4 τότε έχουμε 3 οδηγούς, και η διάσταση του ImT είναι 3 Ενώ αν k = 4 έχουμε οδηγούς και η διάσταση του ImT είναι

Άσκηση 7 (Μονάδες ) 7 6 Έστω ο πίνακας A = 6. a) Να βρεθούν οι ιδιοτιμές του Α b) Με χρήση του θεωρήματος Cayley-Hamilton να βρεθεί ο αντίστροφος του A a) Σχηματίζουμε το χαρακτηριστικό πολυώνυμο: 7 λ 6 p λ = A λi = = λ λ 6 λ A( ) det( ) 0 Οι ρίζες του θα είναι οι ιδιοτιμές του πίνακα Α. Έτσι έχουμε p A λ = ( λ) = 0 λ = 0 b) Επειδή οι ιδιοτιμές είναι διάφορες του μηδενός υπάρχει ο αντίστροφος του Α. Σύμφωνα με τo θώρημα Cayley-Hamilton είναι: p ( ) 0 A A = O A A I = O Έτσι θα έχουμε διαδοχικά: A A A A 0A I = A O 0 = A I A O A = A I A = ( A I) 0 7 6 6 A = 0 = 6 0 6 7 0