Ejercicios propuestos de Álgebra Lineal y Exámenes Resueltos

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1 ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Ejriios propsos Álgr Linl Eámns slos Álgr Linl ICM-6 miro Jir Slos ini n émio rjslos@spol.. Gqil- Eor 8

2 ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # : Trnsormions Linls Drmin si ls sigins nions son rnsormions linls. Jsiiq mn s rsps. T : P T. T : P T. T : T 6 T [ p ]. P M : p p p ; p P p T. T : M nn T ; Mnn 6. T : M nn T r ; Mnn T T 7. : P M 8. T T : D

3 ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # : Núlo Imgn Trnsormions Linls Drmin ls oniions n s l imnsión l núlo l imgn n ls sigins rnsormions linls. T : T. T : P T. T : S D T T T. : P M. : S P T T T [ p ] 6. : P M p p p ; p P p T 7. T : P T ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis

4 lgr Linl Dr # : Mri soi n Trnsormión Linl Drmin l rprsnión mriil rnsormión linl rspo ls ss s. T : T. T : P T { } { }. T : S D T. : P M T T

5 { } { } T T : S P { ; ; } { ; ;} ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # : Mislán Trnsormions Linls

6 . S T : P n rnsormión linl on rgl orrsponni: T Drmin: NT ; T Im T ; ρ T L mri soi T rspo ls ss { } ;. S T S n rnsormión linl on rgl orrsponni: : T 8 Drmin: NT ; T Im T ; ρ T L mri soi T rspo ls ss. S T : P D n rnsormión linl on rgl orrsponni: T Drmin: NT ; T Im T ; ρ T L mri soi T rspo ls ss { ; ; }. S T M n rnsormión linl ini omo: : T

7 Drmin: NT ; T Im T ; ρ T L mri soi T rspo ls ss 8 ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # : Ejriios rro o Flso sor Trnsormions Linls Cliiq omo rrs o lss ls sigins proposiions. Si s rr msr so onrrio propong n onrjmplo

8 . S T : n rnsormión linl on son spios orils imnsión ini nons s mpl q T T im. S T : ρ n rnsormión linl ii. Si {... n} {... n } T T T s n s. S T : T : s mién n isomorismo s n s nons n rnsormión linl l q T s n isomorismo { }. Enons. Si T : T : U son os isomorismos nons T : o T U s mién n isomorismo. Un rnsormión linl T : o únio lmno n l núlo T s l O s inrsil 6. Sn T : T : nons T T os rnsormions linls. Si N T N T Im T Im T 7. Sn T : T : os isomorismos nons T : T mién s n isomorismo 8. Es posil onsrir n rnsormión linl ini T P S l q Im T D : 9. S T : n rnsormión linl on son spios orils imnsión ini. Si im im nons T s n isomorismo. S isomorismo T : P n rnsormión linl. Si T T nons T s n. Eis n rnsormión linl T : P q s sori. Sn T : T : U os rnsormions linls. Si T : o T U s sori nons T s sori. S T : n rnsormión linl l q im l im. Si l or ípio l N T s p prsr n nión os rils lirs nons lqir onjno l Im T on n mínimo ors s linlmn pnin ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # 6: Consrión Trnsormions Linls. Consr sr posil n rnsormión linl T : P l q:

9 T T T. S T : P n rnsormión linl l q: T T Dmsr q T s n isomorismo nnr l rgl orrsponni T. S : T S n rnsormión linl l q: Es l rprsnión mriil T rspo ls ss S rspimn. Ennr l rgl orrsponni T Drmin n s l imnsión l núlo l imgn T. Consr sr posil n rnsormión linl T S P q mpl on ls sigins oniions: Kr T S Im T { } T : ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # 7: Espios on Proo Inrno Proions. Drmin si ls sigins nions son n proo inrno rl n P p q p q p q

10 . S s l sspio oril H Drmin n s oronorml pr H Eprs l or omo l sm n or H h on n or H p. S l sspio H Drmin l omplmno orogonl H Eprs l or omo l sm n or H h on n or H p. S l spio oril S on sá inio l proo inrno rl: r S S l sspio : S H Ennr n s rmin l imnsión H Si S nnr n pr únio ors H h H p ls q p h ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis lgr Linl Dr # 8: Digonliión. Ennr sr posil l mri C q igonli l mri:

11 . Ennr sr posil l mri C q igonli l mri:. Ennr sr posil l mri C q igonli l mri:. Ennr sr posil l mri C q igonli l mri:. S T : P P n rnsormión linl ini por: T Ennr sr posil n s P rspo l l l rprsnión mriil T s n mri igonl 6. S l opror linl T : P P l q in los sigins ors propios: Drmin l rgl orrsponni T si s ono q l primr olmn s rprsnión mriil rspo l s nóni s 7. Ennr sr posil l mri Q q igonli orogonlmn l mri:

12 EXÁMENES ESUELTOS Insio Cinis Mmáis lgr Linl: Solión l Primr Elión Tm : pnos Cliiq omo rrs o lss ls sigins proposiions. Jsiiq ormlmn s rsps Si l mri s oin prir l mri por mio n inrmio ils nons ρ ρ rro Por iniión l mri s qiln por rnglons l mri si p rirs min oprions lmnls rnglón En s so l mri s oin por n simpl inrmio ls ils rnglons nons o q los rnglons son los mismos po q sán srios n n orn irn Tmién h q rorr q imim m ρ im C im ρ ρ Si M s n mri lqir nons S M. S X N Flso X O D on onmos:

13 N

14 S n spio oril. S nons gn gn gn Flso S. S gn gn gn gn gn gn gn gn S n sspio l spio oril. Si w nons w Flso S. S n sspio. S S w s or no prn por no mplir l oniión q w Por hipósis smos q s n sspio por no onin l nlo w O w Si L : s n rnsormión linl nons [ ] L L Flso S L n rnsormión linl S [ ] 8 6 L L L [ ] L L

15 Tm : pnos S > > on ls oprions: 9 Si s n spio oril rmin: El nro o ro oril Si l inrso iio Es jriio s prsn sn onso io q l mnr n q s plno nnr q primro h q rminr si s n spio oril. Pro no mos nlir l li l jriio plno sino q mos rsolr lo q nos pin n lirl. Usno l orm O O O O Usno l iom O O S. S O O El nlo prn porq ss omponns son mors q H q nor q sno ls os orms rsolión no nos q l mismo nlo pro so s l ml plnmino l prolm. Uilino ms lrnis simpr qr l mism rsps

16 Usno l orm ' 9 ' ' ' Usno l iom ' O ' L prgn qí s on ál nlo rjmos. Pr s so mos sr l onio l sr l iom porq smos llno l inrso l mism mnr q s nro S. S ' ' mos inrsos prnn por sr ss omponns mors q Con l mismo rgmno mniono l llr l O smos q nos ió qr l mism rsps. Tmién s p nor q no s n spio oril por no mplirs l sigin iom: M S 9

17 Tm : pnos S M. Sn l onjno ls mris q inn l primr úlim il igls; l onjno ls mris q inn l primr olmn igl s sgn olmn; l onjno ls mris l q i i i. Drmin. Los onjnos q son sspios L inrsión nr los sspios nonros n l lirl nrior L sm nr los sspios nonros n l primr lirl Un s pr l sspio inrsión or pr l sspio sm onios n rspimn. Pr hllr h q nr n n q s primr úlim il son igls por no ls omponns n ihs ils n sr orrsponinmn igls sí nos q q: M hor promos rminr si s n sspio w w S w Como mos ors prnn mpln on l oniión l mismo on lo q nmos q: w hor h q r si l sm mos mpl l oniión Por no w Sn. S Smos q nons

18 Por no s n sspio El mismo proimino mos rlir on pro qí h q nor q ms olmns son igls por no ls omponns n ihs olmns n sr orrsponinmn igls sí nos q q: M hor promos rminr si s n sspio w w S w Como mos ors prnn mpln on l oniión l mismo on lo q nmos q: w Por no w Sn. S

19 Por no s n sspio Finlmn nos l nonrr rminr si s s n sspio pr llo h q ilir l rgl orrsponni pr rminr l lor ls omponns n l sgn olmn l l s i i M Pr rminr si s n sspio h q rorr q oo sspio onnr or nlo l spio oril pro n s so l nlo q s no prn por no mplir on l orm oo or l l onsis n q s sgn olmn simpr nrá rspimn no s n sspio Prormos nonrr l inrsión nr los sspios hllos n s pr l mism. Smos q: M M Por no: M

20 Pro no s orro jr prs l inrsión n nión mhs oniions. ss h q simpliirls sno Gss sí: Como no pomos sgir onino más ils llns ros nons l inrsión sólo qrá n nión ss oniions: M Pr onr n s pr l inrsión mos rmplr ls oniions n l or ípio l mism pro ns h q hr nos nos spjs pr jr l or n nión l mnor ni posil rils S im Finlmn hllrmos ls oniions l sspio sm n s pr l mismo pro ns nsimos ls ss los sspios

21 Pr S im Pr S im Un onis ls ss pomos llr ál sr l imnsión pr sr ános ors rán sr n s s. Smos q: im im im im im im Por no hrá ors n l s { } gn gn Pro l onjno gnror in 7 ors so signii q h os ors más los ls liminrmos olono los ors s onjno n n mri on il rprsn n or lgo simpliimos hs onr l mor ni posil ils llns ros

22 7 6 6 Lo q signii q los ors 6 pnn los oros hor sólo l hllr ls oniions l sspio sm pr llo sriimos l or ípio omo ominión linl los ors l s simpliimos l sism hs onr ls oniions sí: S 6 6 M

23 Tm : pnos S n spio oril { } n s. S in l onjno: { } gn Drmin n s pr no omo Si s il ll l mri mio s Simpr s romnl primro lr in l plnmino l prolm jno on lo q soliin hllr. onno n poo n l lirl nos pin llr n mri mio s pr por hrlo l s nr mn ors l igl q l s Si so s signiirí q l s s mién n s pr por no. sí q pr q s il rsolr l lirl hrá q mosrr q l onjno gnror s n s pr Pr llo primos l hipósis q nos i q los ors { } son linlmn inpnins por sr n s pr so implirí q: O Lo l s mpl por sr linlmn inpnins Pr mosrr q los ors l onjno gnror son linlmn inpnins los sriimos omo ominión linl los iglmos l O O O Con lo q hmos onio n ión pri l primr prs n érminos { } por hipósis los slrs q los mliplin n sr igls ro on lo q plnmos n sism ions promos llr los lors los sls i M Si nos his qo l rsolr l sism n o más ils on ros l sism ní inini solions n s so los ors l onjno gnror srín linlmn pnins { } ; ;

24 Pr hllr l mri q nos pin mos sponr q { } l q: Tmién rormos q: [ ] [ ] [ ] C [ ] [ ] [ ] C Y pr hllr l mri mio q nos pin hrá q sr l inrs l mri rri nonr 6 9 M 6 9 C

25 miro J. Slos Tm : pnos S l mri los oiins l sism linl: Drmin l spio il l núlo l rorrio Si rmin si l or prn Im L mri sá por los oiins l sism ions sos oiins orrsponn númro q s nnr ln ril por no: gn F S F F { } O X X N S N X

26 miro J. Slos N { } ; X Y X Y S Y Pr q l or prn l imgn mplir on l oniión l mism rlr q l imgn n mri s mién onoi omo l rorrio n mri S on Pro h q nr n n q no nsrimn in q sr igl Im

27 ESCUEL SUPEIO POLITÉCNIC DEL LITOL Insio Cinis Mmáis I-Término 8 solión l Primr Elión lgr Linl. spon on rro o lso n ls sigins proposiions. Jsiiq s rsps S n spio oril. Si w w Smmos l inrso iio n mos los l ión ' w ' ' w ' O w w O rro S n spio oril. Si S {... } k onjnos linlmn inpnins nons S S S S omo in más lmno q l s S. Sn s linlmn pnin nons N im Si Mmn gn S l mri S { w w... w } son S s mién linlmn inpnin r S os onjnos linlmn inpnins n Flso im on pomos onlir q s onjno N s l núlo l mri pro s onjno s linlmn inpnin n por no onsi n s l spio rnglón nons im im Im ρ Dl orm l imnsión pr mris: ρ im N n N im im Flso miro J. Slos

28 Sn H os sspios orils on ss { } { } rspimn. Enons { } s s l sspio H S. Sn los sspios H gn gn Pomos nor q los onjnos gnrors H son linlmn inpnins por no onsin n s s ir H Enons H n s l inrsión srí Flso miro J. Slos

29 miro J. Slos. S M. Dos los onjnos: M H H gn H { } M H Cáls son sspios orils? Drmin n s l imnsión os los sspios onios n sí omo s inrsión Sn. Drmin si prn l nión los sspios hllos n S O El lmno nro l spio oril por iniión prn lqir sspio nons: H O porq no pos l orm oo lmno H s ir n s r omponn sr simpr prsn l onsn lo l no orr on l or nlo H no s sspio H O porq s rminn s igl on llo no mpl l oniión l onjno H H no s sspio H s l onjno os ls posils ominions linls los ors por orm s onjno s n sspio más s l mnor oos los sspios q oninn los ors mnionos H s n sspio S hn nlio los onjnos más snillos on l úlimo h q rminr si s mpln los ioms rrr l sm mlipliión por slr. H w H w Sn w H w w

30 miro J. Slos L sm s rr n H. H H S. S H L mlipliión por slr s rr n H H s n sspio S H H im H El onjno gnror H s linlmn inpnin por no onsi n s pr H H im H S H H

31 miro J. Slos H H im H H Pr q s mri prn l nión mos sspios prnr s H o H. Si prn H mplir s oniión H Finlmn h q rminr si prn H pr llo sr n ominión linl los ors s s Si nos mos n nos q l igl l l s ls H H H

32 miro J. Slos. S P { } { } ss P. Drmin: L mri mio s El núlo l imgn l mri oni n S P [ ] [ ] [ ] [ ] C Como C s n mri mio s s rminn simpr srá irn ro so impli q ss olmns son linlmn inpnins n onsin más n s l spio ImC C C mién n s pr Im C Pr l núlo ilimos l orm l imnsión: C C n C C ρ Como l nli s ro nons l únio lmno prsn n l núlo C s l O

33 miro J. Slos C N. S l spio oril jno on ls oprions: Drmin: El nro l opso Si s ominión linl. O O O. ' ' '. no s n ominión linl los ors mnionos porq s no prn l spio oril

34 miro J. Slos Insio Cinis Mmáis lgr Linl: Solión l Sgn Elión. pnos Cliiq omo rrs o lss ls sigins proposiions. Jsiiq ormlmn ss rpss. Un rnsormión linl o núlo s { } O s inril S : T n rnsormión linl ini por T Si onmos s núlo áilmn nos mos n q s pro omo l im im T no s inril. Tmién s álio ir q l hho q l rnsormión linl s ini no nsrimn sr sori Flso : r rsn Cos Cos rsn s orogonl Pr q l mri s orogonl l proo inrno nr ss olmns sr igl l mismo impo l proo inrno olmn onsigo mism sr igl. Enons ilino l proo inrno nónio: Cos rsn Cos rsn rsn Cos Cos rsn [ ] r Sn Sn Sn r Cos Sn r Cos rsn Cos rsn π Sn Sn ± r r r

35 Por lo no l igl sólo s mpl pr los lors r nonros no pr oos los rls. S igl proimino pr l sgn olmn Flso miro J. Slos

36 miro J. Slos S n spio oril rl on proo inrno. Sn os ors oronormls. Si los ors son orogonls nons Pro omo los ors son oronormls smos q: rro Si s n lor propio nons Primro nmos q rnos n l mri s orogonl so s áilmn porq l proo inrno nr ss olmns s ro l mismo impo l proo inrno olmn onsigo mism s no nons: T Tmién omo s n mri igonl ss lors propios son los lmnos l igonl prinipl s ir: Finlmn: rro

37 miro J. Slos

38 miro J. Slos. pnos S : M L n rnsormión linl l q: L L L L Drmin: Im L L N L mri soi L rspo ls ss nónis spio L mjor opión s nonrr l rgl orrsponni L pr llo nsimos n s l spio pri pr rmrl smos los ro ors q nos n os sí: Y l or ípio M lo sriimos omo ominión linl los ors s s lgo plnmos l sism ions onmos los slrs n érminos Finlmn rmplmos los os n l ominión linl iniil: T T T T T T T Cllno l núlo nmos: M L N

39 miro J. Slos Y l imgn: L Im Pr onr l mri soi l s nóni smos q: CM C T T T T C C C C T T T T

40 miro J. Slos. pnos S Drmin: Los lors propios Un s pr spio propio I [ ] [ ] [ ] [ ] hor rlimos n mio ril pr islir mjor ls oss: plino iisión sinéi: Y inlmn hllmos spio propio rmplno n l mri I E E E

41 miro J. Slos E

42 miro J. Slos. pnos Drmin si l mri s igonlil I Cllmos l ión rrísi: [ ] [ ] Dmos rorr l orolrio q i: Si nn M in n lors propios isinos nons s igonlil Como nmos rs lors propios isinos nons s igonlil

43 miro J. Slos. pnos S 6 n sspio Drmin: El omplmno orogonl L proión sor si s ono q Pr llr l omplmn primro nsimos n s S Pr hllr l proión l or q nos pin s mjor llrl sor io q l s s sspio in n solo or oronormlirl srá más snillo

44 hor promos oronormlir s s: * mos sponr q s p sriir omo l sm os ors h p hllrmos p lgo onsrmos l prgn l nonrr p h Pr p o p p p p h h Pr o

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