FACULTAD DE I NGENIERÍA

Documentos relacionados
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA U.N.R.

ÍNDICE TEMÁTICO. Operadores Lineales en Espacios con Producto Interno

Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0

UNIVERSIDAD TECNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS SILABO DE ALGEBRA LINEAL

Nombre de la asignatura : Matemáticas III (Algebra Lineal) Carrera : Ingeniería en Sistemas Computacionales. Clave de la asignatura : ACM-9303

PROGRAMA INSTRUCCIONAL ALGEBRA LINEAL

ALGLIN - Álgebra Lineal

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN PLAN DE ESTUDIOS DE LA LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO CURRICULAR ALGEBRA LINEAL

Carta al estudiante MAT005 Álgebra Lineal

PROGRAMA DE CURSO. Resultados de Aprendizaje

ALGEBRA. Escuela Politécnica Superior de Málaga

PROGRAMA DE EXAMEN. Unidad Nº1: Matrices y Función Determinante

UNIVERSIDAD DEL CARIBE UNICARIBE. Escuela de Educación. Programa de Asignatura

Pontificia Universidad Católica del Ecuador

1. ESPACIOS DE HILBERT Y OPERADORES

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIOS DE LICENCIATURA

PROGRAMA INSTRUCCIONAL

FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS DE LA INGENIERÍA

1 of 5 01/03/11 17:07

Sea un espacio vectorial sobre y sea un producto interno en ; entonces, : , y los vectores

Syllabus Asignatura: Matemáticas para la Empresa

MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS CIENCIAS SOCIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN LICENCIATURA: ADMINISTRACIÓN

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

Tema 1: Espacios vectoriales

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA REMINGTON

PROGRAMA INSTRUCCIONAL ÁLGEBRA LINEAL

ESCUELA DE INGENIERÍA

Universidad Rey Juan Carlos Facultad de CC. Jurídicas y Sociales (Campus de Vicálvaro)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

Descomposición en forma canónica de Jordan (Segunda versión)

Guía. Álgebra II. Examen parcial III. Transformaciones lineales. Teoremas los más importantes cuyas demostraciones se pueden incluir en el examen

Matemáticas para estudiantes de Química

TEXTO: ALGEBRA MULTILINEAL

PROBLEMAS RESUELTOS ÁLGEBRA LINEAL. Tema 5. Operadores Lineales en Espacios con Producto Interno OPERADOR ADJUNTO. ; donde: F(z)=α z ( )

PLAN DE ESTUDIOS DE MS

Espacios Vectoriales, Valores y Vectores Propios

PROGRAMA INSTRUCCIONAL MATEMÁTICA I

Ejemplo 1 Sea V un espacio con producto interno sobre un cuerpo K. A las transformaciones lineales T : V K las llamamos funcionales lineales.

Universidad Central Del Este U C E Facultad de Ciencias y Humanidades Escuela de Pedagogía Mención Ciencias Físicas y Matemática

ASIGNATURA DE GRADO: MECÁNICA I

PROBLEMAS RESUELTOS ÁLGEBRA LINEAL Tema 3. Transformaciones Lineales

TEOREMA DE DETERMINACIÓN DE APLICACIONES LINEALES

ALGEBRA Y GEOMETRIA ANALITICA PROGRAMA ANALITICO

Secretaría de Docencia Dirección de Estudios Profesionales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS BASICAS, HUMANIDADES Y CURSOS COMPLEMENTARIOS

MICRODISEÑO CURRICULAR FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y APLICADA. Créditos 4 TPS 4 TIS 8 TPT 64 TIT 128

Universidad Autónoma de Sinaloa


Mat e m á t i c a I Cuadernos de cátedra Departamento de Ciencias Básica Universidad Don Bosco Luis Alonso Arenívar

TEMARIO PARA EL EXAMEN DE ACCESO A LA ESPECIALIDAD MATEMÁTICAS PARA E.S.O. Y BACHILLERATO DEL MÁSTER DE SECUNDARIA

División Departamento Licenciatura. Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre: Obligatoria X Teóricas 4.0 Teóricas 64.0

Programa de estudios por competencias Métodos Matemáticos II. Fecha elaboración/modificación: Julio 2015 Clave de la asignatura:

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS APLICADAS Y COMPUTACIÓN

PAIEP. Complemento Ortogonal

!MATRICES INVERTIBLES

Algebra Lineal y Geometría.

Esta definición se puede ampliar a cualquier par de bases de los espacio inicial y final MATRIZ DE UNA APLICACIÓN LINEAL EN BASES ARBITRARIAS

Programa Oficial de Asignatura. Ficha Técnica. Presentación. Competencias y/o resultados del aprendizaje. Contenidos Didácticos

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD CIENCIAS DE LA COMPUTACION

Matemáticas II. Carrera: IFM Participantes. Representantes de la academia de sistemas y computación de los Institutos Tecnológicos.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN PLAN DE ESTUDIOS DE LA LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA

Objetivos formativos de Álgebra

1 v 1 v 2. = u 1v 1 + u 2 v u n v n. v n. y v = u u = u u u2 n.

COORDINACIÓN DE CIENCIAS APLICADAS. Ecuaciones diferenciales de primer orden lineales y no lineales 2.

Universidad Autónoma del Estado de México

Syllabus Asignatura : Matemáticas Empresariales

COLEGIO UNIVERSITARIO CARDENAL CISNEROS. Libro de Ejercicios de Matemáticas Empresariales II

Transformaciones lineales

Apuntes y Ejercicios de Cálculo. Prácticas con Mathematica

Álgebra Lineal. Carrera: Todas las Carreras ACF

Pontificia Universidad Católica del Ecuador

CRONOGRAMA DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE DE MATEMÁTICAS PARA ARQUITECTOS ENERO-JUNIO 2017

Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0

NOMBRE DEL CURSO: Matemática Básica 1

MA0313 Matemática para Economía y Estadística II Carta al estudiante

TEMARIO DEL EXAMEN DE EVALUACIÓN INTEGRAL PARA EL PROCESO DE ADMISIÓN Para facultades de Ingeniería y Arquitectura

Espacios vectoriales. Ortogonalizacioón de Gram Schmidt

Universidad Industrial de Santander. Escuela de Matemáticas. Programa de Álgebra Lineal I.

Syllabus Asignatura: MATEMÁTICAS GRUPO (1º GADE) Idioma en el que se imparte: Grado en Administración y Dirección de Empresas

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA GERENCIA ACADEMICA COORDINACION DE PREGRADO PROYECTO INGENIERIA /ALGEBRA DE ESTRUCTURAS SEMESTRE:

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I ÁLGEBRA SUPERIOR

Álgebra Lineal Ma1010

ACM - Álgebra y Cálculo Multivariable

Trabajo Práctico N 5: ESPACIOS VECTORIALES. Ejercicio 1:

Algebra Lineal XIX: Rango de una Matriz y Matriz Inversa.

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA PROFESIONAL DE ESTOMATOLOGÍA SILABO

Descomposición en valores singulares de una matriz

Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Vicerrectoría de Docencia Dirección General de Educación Superior Facultad de Ingeniería Química

Algebra Lineal XXVI: La Regla de Cramer.

UNIVERSIDAD DEL CARIBE UNICARIBE. Escuela de Educación. Programa de Asignatura

Guía Docente 2013/2014

Sección 4.5: Transformaciones del plano y del espacio. Sección 4.6: Problema de mínimos cuadrados y aplicaciones.

Álgebra Lineal V: Subespacios Vectoriales.

ELEMENTOS DE MATEMÁTICAS PARA ECONOMÍA ESCUELA DE CIENCIAS HUMANAS FACULTAD DE ECONOMÍA

COORDINACIÓN DE MATEMÁTICAS. INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN División Departamento Licenciatura

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES

como el número real que resulta del producto matricial y se nota por:

Transcripción:

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE I NGENIERÍA FUNDAMENTOS DE ÁLGEBRA LINEAL Y EJERCICIOS Francisco Barrera García DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE MATEMÁTICAS

BARRERA GARCÍA, Francisco. Fundamentos de álgebra lineal y ejercicios. México, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería, 2014, 197 p. Fundamentos de álgebra lineal y ejercicios Primera edición: 10 de noviembre de 2014 D.R. 2014, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Avenida Universidad 3000, Col. Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, México, D.F., C.P. 04510 ISBN 978-607-02-6046-9 FACULTAD DE INGENIERÍA http://www.ingenieria.unam.mx/ Prohibida la reproducción o transmisión total o parcial por cualquier medio sin la autorización escrita del titular de los derechos patrimoniales. Hecho en México. Tiraje = 1 Tamaño del documento = 5 Mb Archivo en formato PDF

INTRODUCCIÓN La presente obra fue elaborada con la intención de ofrecer a los estudiantes un material escrito que les pueda facilitar el estudio y la comprensión de los conceptos fundamentales del Álgebra Lineal. La obra consta de cuatro capítulos: 1. Espacios vectoriales, 2. Transformaciones lineales, 3. Espacios con producto interno y 4. Operadores lineales en espacios con producto interno. En cada uno de estos capítulos se presentan los conceptos teóricos de la manera más sencilla posible, buscando facilitar su comprensión pero sin perder formalidad y rigor matemático; se incluyen también ejercicios resueltos donde se explica, en forma detallada cada uno de los pasos realizados en la resolución del problema, con la finalidad de que al estudiante le resulte sencillo comprenderlos y asimile con ello más fácilmente los conceptos teóricos presentados. Al final de cada capítulo se incluye una serie de ejercicios propuestos con respuesta, con la idea de que el estudiante los resuelva, reafirme los conceptos estudiados y adquiera un aprendizaje más sólido del Álgebra Lineal. Es importante señalar que buena parte de los ejercicios resueltos y propuestos incluidos en la obra, han sido tomados o rediseñados de exámenes colegiados departamentales que fueron aplicados en nuestra Facultad desde 1980. Es necesario entonces reconocer el trabajo de muchos profesores que participaron en el diseño de tales ejercicios y que en la actualidad algunos de ellos ya no laboran en la Facultad o bien ya no se encuentran entre nosotros. A pesar de que esta obra fue elaborada pensando en proporcionar un material escrito que fuese de gran ayuda para los estudiantes que cursan la asignatura Álgebra Lineal, se considera que este trabajo puede resultar de mucha utilidad también para los profesores que la imparten como un material de apoyo para sus clases.

A los profesores Alicia Pineda Ramírez y Juan Velázquez Torres quiero expresarles mi agradecimiento por la revisión de este trabajo, ya que con sus atinados comentarios y observaciones permitieron mejorar esta obra. Agradezco también profundamente a la señorita María Guadalupe Martínez Dávalos la paciencia, el esmero y todo el trabajo realizado en la captura de este libro, quien con su gran interés y entusiasmo hizo posible la culminación del mismo. Mil gracias Lupita! Quiero hacer patente mi agradecimiento a la Mtra. María Cuairán Ruidíaz, Jefa de la Unidad de Apoyo Editorial de nuestra Facultad, por el apoyo y las facilidades que me brindó durante todo el proceso de revisión y preparación de la versión final de esta obra. De igual forma quiero agradecer a la Lic. Elvia Angélica Torres Rojas por todo el trabajo realizado en la corrección editorial y cuidado de la edición de este libro, así como por su profesionalismo y buena disposición durante todo el tiempo que trabajamos juntos. A las dos, mi más sentido agradecimiento. Finalmente, agradezco también al Comité Editorial de nuestra Facultad, que preside el Ing. Gonzalo López de Haro, por realizar el dictamen técnico de esta obra y dar el visto bueno para su publicación. Consciente que todo trabajo es perfectible, mucho agradeceré todas las observaciones y comentarios que tengan a bien hacerme los usuarios de la obra con el fin de mejorar futuras ediciones y que ésta sea de mayor utilidad. FRANCISCO BARRERA GARCÍA Ciudad Universitaria, México D.F., noviembre de 2014

ÍNDICE INTRODUCCIÓN... v Capítulo 1. ESPACIOS VECTORIALES... 1 Espacio vectorial... 3 Subespacio vectorial... 9 Dependencia lineal, conjunto generador y base... 11 Dimensión y vector de coordenadas... 12 Isomorfismo entre espacios vectoriales... 21 Matriz de transición... 27 Espacio renglón y espacio columna de una matriz... 32 Criterio del Wronskiano... 35 Ejercicios propuestos... 40 Respuestas a los ejercicios propuestos... 43 Capítulo 2. TRANSFORMACIONES LINEALES... 45 Transformación lineal... 47 Recorrido y núcleo de una transformación lineal... 48 Matriz asociada a una transformación lineal... 53 Álgebra de transformaciones lineales... 57 Transformaciones lineales inyectivas, suprayectivas y biyectivas... 62 Inversa de una transformación lineal... 62 Efectos geométricos de las transformaciones lineales de 2 R en 2 R... 68 Valores y vectores característicos... 73 Propiedades de los valores y vectores característicos... 74 Espacios característicos... 74 Matrices similares... 84 Diagonalización... 84 Ejercicios propuestos... 94 Respuestas a los ejercicios propuestos... 98 Capítulo 3. ESPACIOS CON PRODUCTO INTERNO... 101 Producto interno... 103 Propiedades del producto interno... 103

Norma de un vector... 107 Propiedades de la norma... 108 Vectores unitarios... 108 Desigualdad de Cauchy-Schwarz... 108 Distancia entre vectores... 109 Propiedades de la distancia entre vectores... 109 Ángulo entre vectores... 109 Vectores ortogonales... 110 Conjuntos ortogonales y ortonormales... 116 Coordenadas de un vector con respecto a una base ortogonal y respecto a una base ortonormal... 116 Proceso de ortogonalización de Gram-Schmidt... 117 Complemento ortogonal... 126 Proyección de un vector sobre un subespacio... 127 Teorema de proyección... 128 Mínimos cuadrados... 134 Ejercicios propuestos... 141 Respuestas a los ejercicios propuestos... 147 Capítulo 4. OPERADORES LINEALES EN ESPACIOS CON PRODUCTO INTERNO... 151 Adjunto de un operador... 153 Propiedades del operador adjunto... 153 Operador normal... 156 Propiedades de los operadores normales... 157 Operadores hermitianos, antihermitianos, simétricos y antisimétricos... 159 Propiedades de los operadores hermitianos, antihermitianos, simétricos y antisimétricos... 160 Operadores ortogonales y unitarios... 164 Propiedades de los operadores ortogonales y unitarios... 165 Teorema espectral... 172 Formas cuádricas... 179 Ejercicios propuestos... 188 Respuestas a los ejercicios propuestos... 193 BIBLIOGRAFÍA... 197