10 czerwiec aweber/zadania/gal2017gw/ przestrzeni liniowej. Oznaczenie V/W.

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "10 czerwiec aweber/zadania/gal2017gw/ przestrzeni liniowej. Oznaczenie V/W."

Transkrypt

1 10 czerwiec 018 GAL z, konspekt wyk ladów: Endomorfizmy aweber/zadania/gal017gw/ Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk. Materia l mniej standardowy jest opisany dok ladniej. 1 Przestrzenie ilorazowe, wektory w lasne Przestrzenie ilorazowe [Kostrikin I..6] 1.1 Niech W V para podprzestrzeni. Definiujemy relacje równoważności w V: α β jeśli α β W. Zbiór klas abstrakcji ma strukture przestrzeni liniowej. Oznaczenie V/W. 1. Odwzorowanie π : V V/W jest liniowe, jest epimorfizmem, ker(π) = W. 1.3 W lasność uniwersalna ilorazu: dla każdego przekszta lcenia liniowego φ : V Z takiego, że φ W = 0 istnieje dok ladnie jedno przekszta lcenie φ takie,że φ = φ π: W ι 0 V 0 Innymi s lowy: wszystkie przekszta lcenia z V zeruja ce sie na W jednoznacznie faktoryzuja sie przez π φ V/W V/W. W lasność jednoznacznej faktoryzacji definiuje V/W z dok ladnościa do izomorfizmu. 1.4 W lasność uniwersalna determinuje iloraz z dok ladnościa do izomorfizmu. Jeśli odwzorowanie p : V Q spe lnia warunek: p ι = 0 oraz dla każdego przekszta lcenia liniowego φ : V Z takiego, że φ W = 0 istnieje dok ladnie jedno przekszta lcenie φ takie,że φ = φ π: W ι to Q V/W oraz ten izomorfizm jest zgodny z przekszta lceniami p : V Q i π : V V/W. 0 V 0 p φ Z!φ Q Z!φ 1.5 Gdy U, W V, to (U + W )/W U/(U W ). 1.6 Niech φ : V Z be dzie przekszta lceniem liniowym. Istnieje naturalne przekszta lcenie φ : V/ker(φ) Z takie, że φ = φ π. Ponadto φ zadaje izomorfizm V/ker(φ) im(φ). 1

2 1.7 Wniosek: Jeśli V = W U to V/W U. φ 1 φ 1.8 Push-out P odwzorowań V 1 W V definiujemy poprzez w lasność uniwersalna W V 1 V φ 1 ψ 1 Z φ π 1 ψ!ψ π P Dla każdej pary przekszta lceń ψ 1 : V 1 Z, ψ : V Z takiej, że ψ 1 φ 1 = ψ φ istnieje dok ladnie jedno przekszta lcenie ψ : P Z takie, że ψ 1 = ψπ 1 i ψ = ψπ. 1.9 Definicja push-outu ma sens w dowolnej kategorii (choć nie zawsze musi istnieć) W kategorii przestrzeni wektorowych P = (V 1 V )/U, gdzie U = {(φ 1 (w), φ (w)) w W } Gdy V = 0, to P = V 1 /im(φ 1 ). 1.1 Ćwiczenie: Niech U W V beda przestrzeniami liniowymi. Wykazać, że (V/U)/(W/U) V/W Ćwiczenie: Niech A R bedzie zbiorem domknie tym oraz niech C(A) oznacza zbiór funkcji cia g lych na A. Wtedy C(A) C(R)/I(A), gdzie I(A) = {f C(R) x A, f(x) = 0} Jeśli V jest skończonego wymiaru, to dim(v/w ) = dim(v ) dim(w ). Kowymiar definiujemy jako codim V (W ) = dim(v/w ). Kowymiar może być skończony, nawet gdy dim V = Endomorfizmy, wektory i przestrzenie w lasne Patrz czyli [Kos roz ] (gdzie endomorfizmy nazywane sa operatorami liniowymu [Tor VI]).1 Endomorfizmy End(V ) = L(V, V ). Operacja,,+ oraz zadaje strukture pierścienia (nieprzemiennego) z jedynka. Dodatkowo mamy mnożenie przez skalar z cia la bazowego. Taka struktura nazywa sie algebra nad cia lem K.. End(V ) nazywana jest także algebra operatorów liniowych w przestrzeni V. Gdy dim V = n to End(V ) jest izomorficzna z algebra macierzy M n n (K)..3 Dla endomorfizmu φ End(V ) oraz wielomianu f K[x] definiujemny f(φ) End(V ). Podobnie dla macierzy kwadratowej A M n n (K) definiujemy f(a). Mamy f(a)g(a) = (fg)(a) = g(a)f(a).

3 .4 Wektory w lasne, wartości w lasne, przestrzeń w lasne V λ = {α V φ(α) = λφ} = ker(φ λid V )..5 Zbiór wartości w lasnych przekszta lcenia φ nazywamy spektrum. Oznaczamy spec(φ). 1.6 Przyk lad M(φ) = 1, wartości w lasne λ = 1 i λ = 5, wektory w lasne dla λ = 1: 1 ( 1, 1, 0), ( 1, 0, 1), dla λ = 5: (1, 1, 1)..7 Niech B be dzie baza V, A = M(φ) B B. Nate puja ce warunki sa równoważne: λ jest wartościa, macierz A λi jest osobliwa. det(a λ I) = 0..8 Metoda szukania warto?ci w?asnych i wektor? w?asnych: 1. rozwia zujemy równanie charakterystyczne det(m(φ) λ I) = 0. rozwia zujemy uk lad liniowy jednorodny (φ λ Id)(α) = 0..9 Wielomian W φ (λ) = det(m(φ) λ I) nazywamy wielomianem charakterystycznym lub równaniem charakterystycznym endomorfizmu φ..10 Gdy dim(v ) =, to W φ (λ) = λ tr(m(φ)λ + det(m(φ)), gdzie dla macierzy A = {a ij } 1 i,j n ślad tr(a) = n i=1 a ii. Ogólniej, W φ (λ) = ( 1) n λ n + ( 1) n 1 tr(m(φ))λ n ??? + det(m(φ))..11 Przyk lad φ(x, y) = (x + y, y), tu dim V 1 = 1 < krotność λ = 1 w W φ (λ) = (t 1). ( ) cos(θ) sin(θ).1 Przyk lad φ(x, y) = (cos(θ)x + sin(θ)y, sin(θ)x + cos(θ)y), A =, sin(θ) cos(θ) Jako endomorfizm R nie ma wartości w lasnych, ale gdy rozpatrujemy jako endomorfizm C, to sa dwie wartości w lasne: spec(φ C ) = {e iθ, e iθ }..13 Jeśli φ C End(C n ) jest rozszerzeniem do liczb zepolonych endomorfizmu φ End(R n ), oraz λ jest wartościa w lasna z wektorem α, to λ jest wartościa z wektorem w lasnym ᾱ..14 Przyk lad: wyprowadzenie wzoru na liczby Fibonacciego. F 0 = 0, F 1 = 1, F n+1 = F n 1 + F n. Jeśli przyja ć φ End(R ), φ(x, y) = (y, x + y), to φ(f n 1, F n ) = (F n, F n+1 ). Zatem (F n, F n+1 ) = φ n (F 0, F 1 ) = φ n (0, 1). 3

4 Przekszta lcenie φ ma wartości w lasne: λ + = 1+ 5, wektor w lasny α + = (1, 1+ 5 ), λ = 1 5, wektor w lasny α = (1, 1 5 ). Oraz (0, 1) = 1 5 (α + α ). Sta d (F n, F n+1 ) = 1 5 (( 1+ 5 ) n α + ( 1 5 ) n α ). Biora c pierwsza wspó lrze dna dostajemy ogólnie znany wzór na liczby Fibonacciego. Przestrzenie nieskończenie wymiarowe:.15 Przyk lad: jakie sa wektory w lasne przekszta lcenia φ : C (R) C (R), φ(f) = f? (Odp: spec(φ) = R, V λ = lin{e λx }.).16 Przyk lad: Funkcje g ladkie i periodyczne o okresie π utożsamiamy z funkcjami na okre gu C (S 1 ). Jakie sa wektory w lasne przekszta lcenia φ : C (S 1 ) C (S 1 ), φ(f) = f? (Odp spec(φ) = { k k N}, V k = lin{cos(kx), sin(kx)}.).17 Ćwiczenie z analizy: Niech V = C (R), d n n n! a) φ(f) = ( (t 1)f (t) ). Sprawdzić, że wielomian Legendra Pn = 1 ( dt (t 1) n) jest wektorem n d w lasnym z wartościa n(n + 1). (Symbol n dt oznacza operacja n brania n-tej pochodnej.) b) φ(f) = t f (1 t )f. Sprawdzić, że wielomian Czebyszewa T n jest wektorem w lasnym z wartościa n. (Wielomian Czebyszewa spe lnia cos(nx) = T n (cos(x)).) 3 Przestrzenie niezmiennicze, Tw Cayleya-Hamiltona 3.1 Wielomian charakterystyczny W φ (λ) = det(m(φ λ Id)) nie zależy od wyboru bazy. 3. Jeśli wektory α i dla i = 1,..., k sa w lasne dla różnych wartości w lasnych, to sa liniowo niezależne. 3.3 Mówimy, że endomorphizm φ End(V ) jest diagonalizowalny, jeśli w pewnej bazie V macierz φ jest diagonalna. 3.4 Jeśli W φ (t) rozk lada sie na różne czynniki liniowe, to isnieje baza z lożona z wektorów w lasnych. W tej bazie M(φ) jest diagonalna. 3.5 Kryterium diagonalizowalności: φ jest diagoanalizowalny wtedy i tylko wtedy gdy: 1) W φ (t) rozk lada sie na czynniki linowe w K ) krotność λ w W φ jest równa dim(v λ ) 3.6 Mówimy, że podprzestrzeń U V jest niezmiennicza, gdy φ(u) U. 3.7 Przekszta lcenie φ zadaje φ U : U U, i φ : V/U V/U. 3.8 Jeśli istnieje podprzestrzeń niezmiennicza wymiaru k, istnieje baza α 1, α,..., α n przestrzeni V taka, że α 1, α,..., α k jest baza U. Wtedy [α k+1 ], [α k+ ],..., [α n ] jest baza V/U. Przekszta lcenie φ w ( ) A C tej bazie ma macierz blokowa gżnotrójka tna, gdzie A jest macierza 0 B φ U, a B jest macierza φ. 4

5 3.9 Wniosek: jeśli U jest niezmiennicza, to W φ = W φ U W φ Jeśli istnieje cia g podprzestrzeni niezmienniczych 0 = V 0 V 1 V V n = V dim(v k ) = k,?to w pewnej bazie φ ma macierz gżnotrójka tna z wartościami w lasnymi na przeka tnej Lemat: dany kwadrat przemienny φ V V f f V ψ V czyli fφ = ψf. Jeśli U V jest ψ-niezmiennicza, tp f 1 (U) jest φ-niezmiennicza. 3.1 Jeśli cia lo jest algebraicznie domknie te, to istnieje conajmniej jedna wartość w lasna i wektor w lasny Niech φ be dzie endomorfizmem zdefiniowanym nad cia lem K. Jeśli wielomian charakterystyczny ma pierwiastki w ciele K, istnieje cia g podprzestrzeni liniowych niezmienniczych (filtracja) 0 = V 0 V 1 V V n = V takich, że dim V i = i. (Zatem M(φ) jest górnotrójka tna w pewnej bazie.) Dowód indukcyjny korzystaja cy z naste puja cy oczywisty lematu Stosujemy lemat do ψ = φ End(V/lin{α}), f = π : V V/lin{α}, gdzie α jest dowolnym wektorem w lasnym. Uwaga: Zwykle powyższe twierdzenie dowodzi sie przy za lożeniu, że cia lo jest algebraicznie domknie te. Aby wykazać twierdzenie jedynie przy za lożeniu, że W φ rozk lada sie. W indukcji korzystamy z tego, że również że W φ rozk lada sie na czynniki linowe Twierdzenie Cayleya-Hamiltona: W φ (φ) = 0. W dowodzie korzystamy z tego, że każde cia lo jest zawarte w ciele algebraicznie domknie tym. Istnieje filtracja niezmiennicza V i. W odpowiedniej bazie macierz φ jest górno trójka tna, z wyrazami λ i na przeka tnej. Wtedy (φ λ i Id)(V i ) V i 1. Sta d W φ (φ)(v ) = = (φ λ 1 Id)(φ λ Id)... (φ λ n Id)(V n ) (φ λ 1 Id)(φ λ Id)... (φ λ n 1 Id)(V n 1 )... (φ λ 1 Id)(V 1 ) V 0 = {0} 4 Przestrzenie pierwiastkowe 4.1 Mówimy, że macierze kwadratowe A i B sa podobne (A B) jeśli istnieje macierz odwracalna C taka, że CAC 1 = B. To jest relacja równoważności. Dla wygody jeśli dana macierz rozmiaru n n to przekszta lcenia K n K n zadane przez macierz A też oznaczam A. W szczególności mamy wielomian charakterystyczny W A (x) = det(a xi). 5

6 4. Niezmienniki klasy równoważności podobieństwa. Jeśli A B to: det(a) = det(b) tr(a) = tr(b) wielomian charakterystyczny przekszta lcenia W A = W B spektrum spec(a) = spec(b) wymiary przestrzeni w lasnych dim(ker(a λid)) = dim(ker(b λid)) dim(ker((a λid) k )) = dim(ker((b λid) k )) 4.3 Jeśli A i B sa diagonalizowalne to spec(a) = spec(b) A B 4.4 Później z twierdzenia Jordana (patrz niżej) latwo wynika (przy za lożeniu, że cia lo jest algebraicznie domknie te) ( ) k N λ K dim(ker((a λid) k )) = dim(ker((b λid) k )) A B 4.5 Przestrzeń pierwiastkowa: V (λ) = {v V n N : (φ λ Id) n (v) = 0}. (Inna nazwa: uogólniona przestrzeń w lasna.) 4.6 Oznaczenie: zbór wartości w lasnych endomorfizmu φ nazywamy spektrum i oznaczamy spec(φ). 4.7 Lemat o wielomianach: dane wielomiany g 1,..., g m K[x]. Istnieja wielomiany h 1,..., h m K[x] takie, że g i h i = NW D(g 1,..., g m ). (Dowód indukcyjny ze wzgle du na m. Dla m = algoryrm Euklidesa.) 4.8 Dowód 4.10 z lematu o wielomianach, jak w [Kos roz II 4.3]. 4.9 Za lóżmy, że φ : V V spe lnia pewna tożsamość wielomianowa f(φ) = 0 (gdy dim(v ) < to np. f = W φ ). Wielomian minimalny µ φ jest wielomianem o najmniejszym stopniu spe lniaja cym µ φ (φ) = 0. Każdy inny wielomian maja cy te w lasność jest podzielny przez µ φ. Naogó l µ φ W φ, choć w µ φ musi wysta pić każdy czynnik liniowy z W φ Twierdzeinie o rozk ladzie na przestrzenie pierwiastkowe. Jeśli dim(v ) < i W φ (t) rozk lada sie na czynniki liniowe w K (np. K jest algebraicznie domknie te), to V = λ Spec(φ) 4.11 Rozk lad V = λ Spec(φ) V (λ) można udowodnić także gdy dim V = oraz φ spe lnia tożsamość V (λ). wielomianowa f(φ) = 0 dla pewnego wielomianu rozk ladaja cego sie na czynniki liniowe. 4.1 Udowodniliśmy, że V rozk lada sie na przestrzenie pierwiaskowe. Zatem możemy przyja ć, że φ := φ spe lnia równanie (φ λ V(λi ) iid) n = 0. Naste pnie zaste puja c φ przez φ λ i id możemy za lożyć, że φ n = 0. 6

7 4.13 Def: ψ End(V ) jest nilpotentny jeśli ψ n = 0 dla pewnego n. Jeśli przestrzeń jest skończonego wymiaru, to ten warunek jest równoważny: V = V (0). Na naste pnym wyk ladzie be dziemy rozk ladać przestrzeń V na podprzestrzenie,,cykliczne. Celem jest: Twierdzenie o postaci kanonicznej Jordana Dla każdego endomorfizmu przestrzeni skończonego wymiaru nad cia lem algebraicznie domknie tym istnieje baza, w której macierz przekszta lcenia jest klatkowo-diagonalna z klatkami postaci [Kos roz II 4.] J J J k J k λ λ J l = λ λ 5 Koniec dowodu tw Jordana i efektywne metody 5.1 Za lóżmy, że ψ nilpotentny. Niech m najwie sze, takie, że ψ m (α) 0. Wtedy wektory sa liniowo niezależne. ψ m (α), ψ m 1 (α),..., ψ(α), α 5. Def: V jest cykliczna (ze wzgle du na ψ), jeśli istnieje wektor α V, taki, że V jest rozpie ta przez {ψ i (α) i 0}. Mówimy, że α generuje V. 5.3 Za lóżmy, że ψ nilpotentny, V cykliczna, generowana przez α. Niech m najwie sze, takie, że ψ m (α) 0. Wtedy wektory ψ m (α), ψ m 1 (α),..., ψ(α), α sa baza V. Macierz ψ tej w bazie jest postaci Jordana z jedna klatka o wartości w lasnej λ = Podsumowanie: Pokazaliśmy, że V rozk lada sie na przestrzenie pierwiastkowe. Na V (λ) przekszta lcenie ψ = φ λid jest nilpotentne. W naste pnym kroku udowodnimy,?że V (λ) rozk lada sie na sume prosta przestrzeni cyklicznych. 7

8 5.4 Lemat: Za lóżmy, że ψ nilpotentny na V oraz W V podprzestrzeń cykliczna maksymalnego wymiaru. Wtedy istnieje wektor w lasny β V \ W. Dow: Rozpatrzeć ψ : V/W V/W i tam wybrać wektor w lasny, wzia ć jego przeciwobraz w V i poprawić tak by by l wektorem w lasnym. 5.5 Lemat: Za lóżmy, że ψ nilpotentny na V oraz W podprzestrzeń cykliczna maksymalnego wymiaru. Wtedy istnieje niezmiennicze dope lnienie do sumy prostej V = W U. Dow. Indukcja po dim(v ): dzielimy V przez lin(β). 5.6 Ćwiczenie: wzór na wielomian minimalny µ φ = (x λ) r(λ), λ Spec(φ) gdzie r(λ) jest rozmiarem maksymalnej klatki Jordana z wartościa λ. 5.7 Przyk lad: M(φ) = dla wartości w lasnej 1 rozmiaru Jedna klatka dla wartości w lasnej 4 rozmiaru 1 i jedna Efektywne znajdowanie bazy Jordana i jednoznaczności rozk ladu 5.8 Szukanie bazy Jordana: dla λ Spec(φ). Rozważamy cia g podprzestrzeni V = im(ψ 0 ) im(ψ 1 ) im(ψ ) im(ψ r(λ) 1 ) im(ψ p ) = im(ψ p+1 ) = im(ψ p+ ) =... Wnioskujemy, że p = r(λ) jest rozmiarem najwie kszej klatki, im(ψ p ) = V (µ), ker(ψ p ) = V (λ), V = im(ψ p ) ker(ψ p ). µ λ Konstruujemy,, lańcuszki biora c za α (i) p α (i) 1 α (i) α (i) p 1 α(i) p 0 baze ker(ψ) im(ψ p 1 ). Dobieramy wektory α (i) p j ker(ψj ) im(ψ p j ) biora c przeciwobrazy α (i) p j+1. Jeśli na którymś etapie uk lad wektorów {α(i) p j } nie rozpina im(ψp j ) ker(ψ j ) to uzupe lniamy go do bazy tej przestrzeni. 5.9 Inna metoda znajdowana bazy Jordana: badamy cia g 0 = ker(ψ 0 ) ker(ψ 1 ) ker(ψ 0 ) ker(ψ p ) = ker(ψ p+1 ). Jeśli wiemy, że w postaci Jordana jest d = d(p, λ) klatek rozmiaru p, to wybieramy d wektorów liniowo niezależnych w α (i) 1 ker(ψ p ) jeśli ten wybór jest dostatecznie przypadowy, to uk lad wektorów α (i) j = ψ j 1 (α (i) 1 ) (i = 1,... d, j = 1,... p) be dzie liniowo niezależny. Uk lad ten należy dope lniać indukcyjnie do uk ladu liniowo niezależnego wybieraja c wektory z ker(ψ k ) dla k = p 1, p,..., 1. 8

9 5.10 Ilość i typ klatek Jordana nie zależy od wyboru bazy Jordana. Ilość klatek k-wymiarowych z wartościa λ jest równa d(k, λ). Niech ψ = φ λid. Mamy d(l, λ) = dim(ker(ψ k ) dim(ker(ψ k 1 ). l k Sta d d(k, λ) = dim(ker(ψ k ) dim(ker(ψ k 1 ) dim(ker(ψ k+1 ) = r(ψ k+1 ) + r(ψ k 1 ) r(ψ k ). 6 Jednoznaczność postaci Jordana 6.1 Mówimy, że endomorfizm φ jest pó lprosty, jeśli dla każdej niezmienniczej przestrzeni U V istnieje niezmiennicze dope lnienie W V do sumy prostej. 6. Nad cia lem algebraicnie domknie tym φ jest diagonalizowalny wtedy i tylko wtedy, gdy φ jest pó lprosty. (Ćw.) 6.3 Dla endomorfizmu diagonalizowalnego jeśli (φ λ Id) m (α) = 0 to (φ λ Id)(α) = Endomorfizm diagonalizowalny φ ma w lasność: ker(φ) = ker(φ n ) dla każdego n Ćwiczenie: sprawdzić powyższa w lasność dla pó lprostego φ End(V ). 6.6 (Addytywny rozk lad Jordana-Chevalleya.) Jeśli φ zapisać jako φ = φ d + φ n, gdzie φ d jest pó lprosty, a φ n jest nilpotentny oraz φ n φ d = φ d φ n to sk ladniki sa wyznaczone jednoznacznie. 6.7 Dowodzimy, że ker(φ d λ Id) = V (λ). Z tego wynika, że φ d na V (λ) musi być mnożeniem przez skalar λ. Dow. Niech N be dzie takie, że φ N n = 0 oraz V (λ) = ker((φ λ Id) N ). (a) ker(φ d λ Id) ker((φ λ Id) N ) bo dla α ker(φ d λ Id) (φ λ Id) N = ((φ d λ Id) + φ n ) N (α) = φ N n (α) = 0 (b) ker((φ λ Id) N ) ker(φ d λ Id). Wystarczy pokazać, że dla α ker((φ λ Id) N ) mamy α ker((φ d λ Id) N ). (φ d λ Id) N (α) = N k=0 ( 1)k( ) N k φ k n (φ λ Id) N k (α) = = N 1 k=0 ( 1)k( ) N k φ k n (φ λ Id) N k (α) + N k=n ( 1)k( ) N k φ k n (φ λ Id) N k (α) Ale φ k n = 0 dla k N, wie c powyższa suma jest równa = N 1 k=0 ( 1)k( ) N k φ k n (φ λ Id) N k (α) = Z powyższego lematu wynika jednoznaczność, bo dostaliśmy, że (φ d ) V(λ) = λ Id. Korzystamy z rozk ladu V = λ Spec(φ) V (λ). 6.9 Jak znaleźć φ d nie szukaja c bazy Jordana? Twierdzenie: istnieje wielomian h K[x] taki,że φ d = h(φ). 9

10 6.10 Twierdzenie Chińskie o resztach dla wielomianów. Niech g 1, g,..., g m K[x] be da wielomianami parami wzgle dnie pierwszymi, oraz niech h 1, h,... h m K[x] dowolnymi wielomianami. Wtedy istnieje h K[x] taki że dla k = 1,,..., m mamy h h k mod g k. Dowód dla R = K[x]. Oznaczmy przez K[x]/(f) zbiór reszt z dzielenia przez f. Oczywiście dim(k[x]/(f)) = deg f. Niech g = g 1 g... g m oraz θ : K[x]/(g) K[x]/(g 1 ) K[x]/(g ) K[x]/(g m ) be dzie zadane wzorem h (h mod g 1, h mod g,..., h mod g m ) Sprawdzamy, że θ jest monomorfizmem. Ponieważ dziedzina i przeciwdziedzina maja równe wymiary, wie c θ jest epimorfizmem Konstrukcja H spe lniaja cego h(φ) = φ d : Niech µ φ = m k=1 (λ k t) n k be dzie wielomianem minimalnym (można też wzia ć wielomian charakterystyczny). Niech h k = (λ k t) n k, h k = λ k. Znajdujemy h z tw. chińskiego o resztach. Dla każdego k h(x) = f k (x)(λ k x) n k + λ k W obcie ciu do V (λk ) przekszta lcenie h(φ) jest mnożeniem przez λ k. Zatem h(phi) = φ d. 6.1 Przyk lad: jeśli µ φ = (a t) (b t) to H(t) = 1 (a b) ( t 3 + 3(a + b)t 6abt + ab(a + b)) Wniosek: jeśli W jest φ-niezmennicza, to jest φ d -niezmiennicza i φ n -niezmiennicza. 10

Wyk lad 11 1 Wektory i wartości w lasne

Wyk lad 11 1 Wektory i wartości w lasne Wyk lad 11 Wektory i wartości w lasne 1 Wektory i wartości w lasne Niech V bedzie przestrzenia liniowa nad cia lem K Każde przekszta lcenie liniowe f : V V nazywamy endomorfizmem liniowym przestrzeni V

Bardziej szczegółowo

13. Cia la. Rozszerzenia cia l.

13. Cia la. Rozszerzenia cia l. 59 13. Cia la. Rozszerzenia cia l. Z rozważań poprzedniego paragrafu wynika, że jeżeli wielomian f o wspó lczynnikach w ciele K jest nierozk ladalny, to pierścień ilorazowy K[X]/(f) jest cia lem zawieraja

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 9 Przekszta lcenia liniowe i ich zastosowania

Wyk lad 9 Przekszta lcenia liniowe i ich zastosowania Wyk lad 9 Przekszta lcenia liniowe i ich zastosowania 1 Przekszta lcenia liniowe i ich w lasności Definicja 9.1. Niech V i W bed przestrzeniami liniowymi. Przekszta lcenie f : V W spe lniajace warunki:

Bardziej szczegółowo

A. Strojnowski - Twierdzenie Jordana 1

A. Strojnowski - Twierdzenie Jordana 1 A Strojnowski - Twierdzenie Jordana 1 Zadanie 1 Niech f b edzie endomorfizmem skończenie wymiarowej przestrzeni V nad cia lem charakterystyki różnej od 2 takim, że M(f) nie jest diagonalizowalna ale M(f

Bardziej szczegółowo

Zadania z GAL-u. 1 Rozwia. Listopad x + 3y = 1 3x + y = x + y = 1 x + 2y 3z = 3 2x + 4y + z = 1 1.2

Zadania z GAL-u. 1 Rozwia. Listopad x + 3y = 1 3x + y = x + y = 1 x + 2y 3z = 3 2x + 4y + z = 1 1.2 Zadania z GAL-u Listopad 2004 1 Rozwia zać uk lady równań: 11 12 13 14 15 { 2x + 3y = 1 3x + y = 0 x + y = 1 x + 2y 3z = 3 2x + 4y + z = 1 3x + y + z = 1 x + 2z = 6 3y + 2z = 0 2x + 3y + 2z = 1 3x + 4y

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 11 Przekszta lcenia liniowe a macierze

Wyk lad 11 Przekszta lcenia liniowe a macierze Wyk lad 11 Przekszta lcenia liniowe a macierze 1 Izomorfizm przestrzeni L(V ; W ) i M m n (R) Twierdzenie 111 Niech V i W bed a przestrzeniami liniowymi o bazach uporzadkowanych (α 1,, α n ) i (β 1,, β

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 7 Baza i wymiar przestrzeni liniowej

Wyk lad 7 Baza i wymiar przestrzeni liniowej Wyk lad 7 Baza i wymiar przestrzeni liniowej 1 Baza przestrzeni liniowej Niech V bedzie przestrzenia liniowa. Powiemy, że podzbiór X V jest maksymalnym zbiorem liniowo niezależnym, jeśli X jest zbiorem

Bardziej szczegółowo

ALGEBRA LINIOWA Z ELEMENTAMI GEOMETRII ANALITYCZNEJ

ALGEBRA LINIOWA Z ELEMENTAMI GEOMETRII ANALITYCZNEJ ALGEBRA LINIOWA Z ELEMENTAMI GEOMETRII ANALITYCZNEJ WSHE, O/K-CE 10. Homomorfizmy Definicja 1. Niech V, W będą dwiema przestrzeniami liniowymi nad ustalonym ciałem, odwzorowanie ϕ : V W nazywamy homomorfizmem

Bardziej szczegółowo

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Mirosław Sobolewski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW 9. wykład z algebry liniowej Warszawa, grudzień 2011 Mirosław Sobolewski (UW) Warszawa, grudzień

Bardziej szczegółowo

1 Podobieństwo macierzy

1 Podobieństwo macierzy GAL (Informatyka) Wykład - zagadnienie własne Wersja z dnia 6 lutego 2014 Paweł Bechler 1 Podobieństwo macierzy Definicja 1 Powiemy, że macierze A, B K n,n są podobne, jeżeli istnieje macierz nieosobliwa

Bardziej szczegółowo

Algebra i jej zastosowania ćwiczenia

Algebra i jej zastosowania ćwiczenia Algebra i jej zastosowania ćwiczenia 13 stycznia 013 1 Reprezentacje liniowe grup skończonych 1. Pokazać, że zbiór wszystkich pierwiastków stopnia n z jedności jest grupa abelowa wzgle dem mnożenia.. Pokazać,

Bardziej szczegółowo

Zestaw zadań 14: Wektory i wartości własne. ) =

Zestaw zadań 14: Wektory i wartości własne. ) = Zestaw zadań 4: Wektory i wartości własne () Niech V = V V 2 będzie przestrzenią liniową nad ciałem K, w którym + 0 Znaleźć wszystkie podprzestrzenie niezmiennicze rzutu V na V wzdłuż V 2 oraz symetrii

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 9 Baza i wymiar przestrzeni liniowej

Wyk lad 9 Baza i wymiar przestrzeni liniowej Wyk lad 9 Baza i wymiar przestrzeni liniowej 1 Operacje elementarne na uk ladach wektorów Niech α 1,..., α n bed dowolnymi wektorami przestrzeni liniowej V nad cia lem K. Wyróżniamy nastepuj ace operacje

Bardziej szczegółowo

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Mirosław Sobolewski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW 9. wykład z algebry liniowej Warszawa, listopad 2012 Mirosław Sobolewski (UW) Warszawa,listopad

Bardziej szczegółowo

Wykład 12 i 13 Macierz w postaci kanonicznej Jordana , 0 A 2

Wykład 12 i 13 Macierz w postaci kanonicznej Jordana , 0 A 2 Wykład 12 i 13 Macierz w postaci kanonicznej Jordana Niech A - macierz kwadratowa stopnia n Jak obliczyć np A 100? a 11 0 0 0 a 22 0 Jeśli A jest macierzą diagonalną tzn A =, to Ak = 0 0 a nn Niech B =

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 14 Formy kwadratowe I

Wyk lad 14 Formy kwadratowe I Wyk lad 14 Formy kwadratowe I Wielomian n-zmiennych x 1,, x n postaci n a ij x i x j, (1) gdzie a ij R oraz a ij = a ji dla wszystkich i, j = 1,, n nazywamy forma kwadratowa n-zmiennych Forme (1) można

Bardziej szczegółowo

GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne

GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne 4 kwietnia 2017 Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk Materia l mniej standardowy jest opisany dok ladniej 1 Przestrzenie

Bardziej szczegółowo

GAL z Konspekt wyk ladów: Formy 2-liniowe [Kos roz.1 4], [Tor VII] 1 zadane wzorem φ # (w) = φ(, w). W bazach:

GAL z Konspekt wyk ladów: Formy 2-liniowe [Kos roz.1 4], [Tor VII] 1 zadane wzorem φ # (w) = φ(, w). W bazach: GAL z 2017 Konspekt wyk ladów: Formy 2-liniowe [Kos roz1 4], [Tor VII] 242017 Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk Materia l mniej standardowy jest opisany dok

Bardziej szczegółowo

1 Formy hermitowskie. GAL (Informatyka) Wykład - formy hermitowskie. Paweł Bechler

1 Formy hermitowskie. GAL (Informatyka) Wykład - formy hermitowskie. Paweł Bechler GAL (Informatyka) Wykład - formy hermitowskie Wersja z dnia 23 stycznia 2014 Paweł Bechler 1 Formy hermitowskie Niech X oznacza przestrzeń liniową nad ciałem K. Definicja 1. Funkcję φ : X X K nazywamy

Bardziej szczegółowo

GAL, konspekt wyk ladów: Tensory

GAL, konspekt wyk ladów: Tensory GAL, konspekt wyk ladów: Tensory 8.6.2017 Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk. [Kos roz. 6]. Materia l mniej standardowy jest opisany dok ladniej. 1 Iloczyn tensorowy

Bardziej szczegółowo

Endomorfizmy liniowe

Endomorfizmy liniowe Endomorfizmy liniowe Mirosław Sobolewski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW 8. wykład z algebry liniowej Warszawa, listopad 2011 Mirosław Sobolewski (UW) Warszawa, listopad 2011 1 / 16 Endomorfizmy

Bardziej szczegółowo

Wektory i wartości własne

Wektory i wartości własne Treść wykładu Podprzestrzenie niezmiennicze... Twierdzenie Cayley Hamiltona Podprzestrzenie niezmiennicze Definicja Niech f : V V będzie przekształceniem liniowym. Podprzestrzeń W V nazywamy niezmienniczą

Bardziej szczegółowo

Dziedziny Euklidesowe

Dziedziny Euklidesowe Dziedziny Euklidesowe 1.1. Definicja. Dziedzina Euklidesowa nazywamy pare (R, v), gdzie R jest dziedzina ca lkowitości a v : R \ {0} N {0} funkcja zwana waluacja, która spe lnia naste ce warunki: 1. dla

Bardziej szczegółowo

Zadania z Algebry liniowej 3 semestr zimowy 2008/2009

Zadania z Algebry liniowej 3 semestr zimowy 2008/2009 Zadania z Algebry liniowej 3 semestr zimowy 2008/2009 1. Niech V będzie przestrzenią wektorową nad ciałem K i niech 0 K oraz θ V będą elementem zerowym ciała K i wektorem zerowym przestrzeni V. Posługując

Bardziej szczegółowo

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania

Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Diagonalizacja macierzy i jej zastosowania Mirosław Sobolewski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW 9. wykład z algebry liniowej Warszawa, listopad 29 Mirosław Sobolewski (UW) Warszawa, wrzesień

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 9 Baza i wymiar przestrzeni liniowej

Wyk lad 9 Baza i wymiar przestrzeni liniowej Wyk lad 9 Baza i wymiar liniowej Baza liniowej Niech V bedzie nad cia lem K Powiemy, że zbiór wektorów {α,, α n } jest baza V, jeżeli wektory α,, α n sa liniowo niezależne oraz generuja V tzn V = L(α,,

Bardziej szczegółowo

Matematyka A, klasówka, 24 maja zania zadań z kolokwium z matematyki A w nadziei, że pope lni lem wielu b le. rozwia

Matematyka A, klasówka, 24 maja zania zadań z kolokwium z matematyki A w nadziei, że pope lni lem wielu b le. rozwia Matematyka A, klasówka, 4 maja 5 Na prośbe jednej ze studentek podaje zania zadań z kolokwium z matematyki A w nadziei, że pope lni lem wielu b le dów Podać definicje wektora w lasnego i wartości w lasnej

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 10 Przestrzeń przekszta lceń liniowych

Wyk lad 10 Przestrzeń przekszta lceń liniowych Wyk lad 10 Przestrzeń przekszta lceń liniowych 1 Określenie przestrzeni przekszta lceń liniowych Niech V i W bed a przestrzeniami liniowymi Oznaczmy przez L(V ; W ) zbór wszystkich przekszta lceń liniowych

Bardziej szczegółowo

GAL, konspekt wyk ladów: Tensory

GAL, konspekt wyk ladów: Tensory GAL, konspekt wyk ladów: Tensory 15.6.2018 Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk. [Kos roz. 6]. Materia l mniej standardowy jest opisany dok ladniej. 1 Iloczyn

Bardziej szczegółowo

Wektory i wartości własne

Wektory i wartości własne Treść wykładu Podprzestrzenie niezmiennicze Podprzestrzenie niezmiennicze... Twierdzenie Cayley Hamiltona Podprzestrzenie niezmiennicze Definicja Niech f : V V będzie przekształceniem liniowym. Podprzestrzeń

Bardziej szczegółowo

P (x, y) + Q(x, y)y = 0. g lym w obszrze G R n+1. Funkcje. zania uk ladu (1) o wykresie przebiegaja

P (x, y) + Q(x, y)y = 0. g lym w obszrze G R n+1. Funkcje. zania uk ladu (1) o wykresie przebiegaja 19. O ca lkach pierwszych W paragrafie 6 przy badaniu rozwia zań równania P (x, y) + Q(x, y)y = 0 wprowadzono poje cie ca lki równania, podano pewne kryteria na wyznaczanie ca lek równania. Znajomość ca

Bardziej szczegółowo

Pierścienie grupowe wyk lad 2. Przypomnijmy, że K-algebra A jest pó lprosta, gdy jej lewe A-modu ly przypominaja

Pierścienie grupowe wyk lad 2. Przypomnijmy, że K-algebra A jest pó lprosta, gdy jej lewe A-modu ly przypominaja Pierścienie grupowe wyk lad 2. Przypomnijmy, że K-algebra A jest pó lprosta, gdy jej lewe A-modu ly przypominaja przestrzenie liniowe nad A: każdy z nich ma rozk lad na sume modu lów prostych. W tych rozk

Bardziej szczegółowo

Zadania egzaminacyjne

Zadania egzaminacyjne Rozdział 13 Zadania egzaminacyjne Egzamin z algebry liniowej AiR termin I 03022011 Zadanie 1 Wyznacz sumę rozwiązań równania: (8z + 1 i 2 2 7 iz 4 = 0 Zadanie 2 Niech u 0 = (1, 2, 1 Rozważmy odwzorowanie

Bardziej szczegółowo

Pierścienie grupowe wyk lad 3. lewych podmodu lów prostych. Ogólniej, aby roz lożyć dany pierścień na sume. prosta

Pierścienie grupowe wyk lad 3. lewych podmodu lów prostych. Ogólniej, aby roz lożyć dany pierścień na sume. prosta Pierścienie rupowe wyk lad 3 Już wiemy, że alebre rupowa CG skończonej rupy G można roz lożyć na sume lewych podmodu lów prostych Oólniej, aby roz lożyć dany pierścień na sume prosta jeo dwóch podmodu

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 14 Cia la i ich w lasności

Wyk lad 14 Cia la i ich w lasności Wyk lad 4 Cia la i ich w lasności Charakterystyka cia la Określenie cia la i w lasności dzia lań w ciele y ly omówione na algerze liniowej. Stosujac terminologie z teorii pierścieni możemy powiedzieć,

Bardziej szczegółowo

Zadania o pierścieniach

Zadania o pierścieniach Zadania o pierścieniach 18.1.2015 Zadania zawieraja odsy lacze do podre czników [AMcD] M. F. Atiyah, I. G. MacDonald, Introduction To Commutative Algebra (wiele wydań) [BB] A. Biaynicki-Birula, Zarys algebry,

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 12. (ii) najstarszy wspó lczynnik wielomianu f jest elementem odwracalnym w P. Dowód. Niech st(f) = n i niech a bedzie

Wyk lad 12. (ii) najstarszy wspó lczynnik wielomianu f jest elementem odwracalnym w P. Dowód. Niech st(f) = n i niech a bedzie 1 Dzielenie wielomianów Wyk lad 12 Ważne pierścienie Definicja 12.1. Niech P bedzie pierścieniem, który może nie być dziedzina ca lkowitości. Powiemy, że w pierścieniu P [x] jest wykonalne dzielenie z

Bardziej szczegółowo

1 Działania na zbiorach

1 Działania na zbiorach Algebra liniowa z geometrią /4 Działania na zbiorach Zadanie Czy działanie : R R R określone wzorem (x x ) (y y ) := (x y x y x y + x y ) jest przemienne? Zadanie W dowolnym zbiorze X określamy działanie

Bardziej szczegółowo

9 Przekształcenia liniowe

9 Przekształcenia liniowe 9 Przekształcenia liniowe Definicja 9.1. Niech V oraz W będą przestrzeniami liniowymi nad tym samym ciałem F. Przekształceniem liniowym nazywamy funkcję ϕ : V W spełniającą warunek (LM) v1,v 2 V a1,a 2

Bardziej szczegółowo

Przestrzenie wektorowe, liniowa niezależność wektorów, bazy przestrzeni wektorowych

Przestrzenie wektorowe, liniowa niezależność wektorów, bazy przestrzeni wektorowych Grupa, cia lo Zadanie 1. Jakie w lasności w zbiorze liczb naturalnych, ca lkowitych, wymiernych, rzeczywistych maj dzia lania a b = a b, a b = a 2 + b 2, a b = a+b, a b = b. 2 Zadanie 2. Pokazać, że (R

Bardziej szczegółowo

Zadania o grupach Zadania zawieraja

Zadania o grupach Zadania zawieraja Zadania o grupach 18112014 Zadania zawieraja odsy lacze do podre czników [BT] A Bojanowska, P Traczyk, Algebra I (skrypt) http://wwwmimuwedupl/%7eaboj/algebra/algfinv1pdf [Br] J Browkin, Teoria cia, BiblMat49,

Bardziej szczegółowo

Suma i przeciȩcie podprzestrzeń, suma prosta, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas

Suma i przeciȩcie podprzestrzeń, suma prosta, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas Suma i przeciȩcie podprzestrzeń suma prosta przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas Ćwiczenie 1 W zależności od wartości parametru p podaj wymiar przestrzeni W = v 1 v v 3 gdzie p 0 v 1 = 1 + p 3 v = 5 3

Bardziej szczegółowo

Prostota grup A n. Pokażemy, że grupy A n sa. proste dla n 5. Dowód jest indukcyjny i poprzedzimy go lematem.

Prostota grup A n. Pokażemy, że grupy A n sa. proste dla n 5. Dowód jest indukcyjny i poprzedzimy go lematem. Prostota grup A n. Pokażemy, że grupy A n sa proste dla n 5. Dowód jest indukcyjny i poprzedzimy go lematem. 1 2 0. Twierdzenie Schura Zassenhausa W tym rozdziale zajmiemy sie bardzo użytecznym twierdzeniem,

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 8 macierzy i twierdzenie Kroneckera-Capellego

Wyk lad 8 macierzy i twierdzenie Kroneckera-Capellego Wyk lad 8 Rzad macierzy i twierdzenie Kroneckera-Capellego 1 Określenie rz edu macierzy Niech A bedzie m n - macierza Wówczas wiersze macierzy A możemy w naturalny sposób traktować jako wektory przestrzeni

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 3 Wielomiany i u lamki proste

Wyk lad 3 Wielomiany i u lamki proste Wyk lad 3 Wielomiany i u lamki proste 1 Konstrukcja pierścienia wielomianów Niech P bedzie dowolnym pierścieniem, w którym 0 1. Oznaczmy przez P [x] zbiór wszystkich nieskończonych ciagów o wszystkich

Bardziej szczegółowo

Dzia lanie grupy na zbiorze. Twierdzenie Sylowa

Dzia lanie grupy na zbiorze. Twierdzenie Sylowa Dzia lanie grupy na zbiorze. Twierdzenie Sylowa Niech G be dzie dowolna grupa, zaś X zbiorem. 1. Definicja. Dzia laniem grupy G na zbiorze X nazywamy funkcje µ: G X X, µ(g, x) = g x, spe lniaja ca dwa

Bardziej szczegółowo

Praca domowa - seria 6

Praca domowa - seria 6 Praca domowa - seria 6 28 grudnia 2012 Zadanie 1. Znajdź bazę jądra i obrazu przekształcenia liniowego φ : R 4 wzorem: R 3 danego φ(x 1, x 2, x 3, x 4 ) = (x 1 +2x 2 x 3 +3x 4, x 1 +x 2 +2x 3 +x 4, 2x

Bardziej szczegółowo

. : a 1,..., a n F. . a n Wówczas (F n, F, +, ) jest przestrzenią liniową, gdzie + oraz są działaniami zdefiniowanymi wzorami:

. : a 1,..., a n F. . a n Wówczas (F n, F, +, ) jest przestrzenią liniową, gdzie + oraz są działaniami zdefiniowanymi wzorami: 9 Wykład 9: Przestrzenie liniowe i podprzestrzenie Definicja 9 Niech F będzie ciałem Algebrę (V, F, +, ), gdzie V, + jest działaniem w zbiorze V zwanym dodawaniem wektorów, a jest działaniem zewnętrznym

Bardziej szczegółowo

Suma i przeciȩcie podprzestrzeni, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas

Suma i przeciȩcie podprzestrzeni, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas Suma i przeciȩcie podprzestrzeni, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas Ćwiczenie 1. Dowieść, że jeśli U i V s a podprzestrzeniami n-wymiarowej przestrzeni wektorowej oraz dim U = r i dim V = s, to max(0,

Bardziej szczegółowo

Zadania z Algebry liniowej 4 Semestr letni 2009

Zadania z Algebry liniowej 4 Semestr letni 2009 Zadania z Algebry liniowej 4 Semestr letni 2009 Ostatnie zmiany 23.05.2009 r. 1. Niech F będzie podciałem ciała K i niech n N. Pokazać, że niepusty liniowo niezależny podzbiór S przestrzeni F n jest także

Bardziej szczegółowo

Algebra liniowa z geometria. - zadania Rok akademicki 2010/2011

Algebra liniowa z geometria. - zadania Rok akademicki 2010/2011 1 GEOMETRIA ANALITYCZNA 1 Wydział Fizyki Algebra liniowa z geometria - zadania Rok akademicki 2010/2011 Agata Pilitowska i Zbigniew Dudek 1 Geometria analityczna 1.1 Punkty i wektory 1. Sprawdzić, czy

Bardziej szczegółowo

GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne

GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne GAL, konspekt wyk ladów: Przestrzenie afiniczne 5 kwietnia 2018 Notatki zawieraja odsy lacze do podre czników [Kos]=Kostrikin, [Tor]=Toruńczyk Materia l mniej standardowy jest opisany dok ladniej 1 Przestrzenie

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 13 Funkcjona ly dwuliniowe

Wyk lad 13 Funkcjona ly dwuliniowe 1 Izomorfizmy kanoniczne Wyk lad 13 Funkcjona ly dwuliniowe Definicja 13.1. Niech V i W bed przestrzeniami liniowymi. Funkcje ξ : V W R nazywamy funkcjona lem dwuliniowym, jeżeli i a,b R α,β V γ W ξa α

Bardziej szczegółowo

Seria zadań z Algebry IIR nr kwietnia 2017 r. i V 2 = B 2, B 4 R, gdzie

Seria zadań z Algebry IIR nr kwietnia 2017 r. i V 2 = B 2, B 4 R, gdzie Seria zadań z Algebry IIR nr 29 kwietnia 207 r Notacja: We wszystkich poniższych zadaniach K jest ciałem, V wektorow a nad K zaś jest przestrzeni a Zadanie Niechaj V = K 4 [t] Określmy podprzestrzenie

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 9 Podpierścienie, elementy odwracalne, dzielniki zera

Wyk lad 9 Podpierścienie, elementy odwracalne, dzielniki zera Wyk lad 9 Podpierścienie, elementy odwracalne, dzielniki zera Określenie podpierścienia Definicja 9.. Podpierścieniem pierścienia (P, +,, 0, ) nazywamy taki podzbiór A P, który jest pierścieniem ze wzgledu

Bardziej szczegółowo

φ(x 1,..., x n ) = a i x 2 i +

φ(x 1,..., x n ) = a i x 2 i + Teoria na egzamin z algebry liniowej Wszystkie podane pojęcia należy umieć określić i podać pprzykłady, ewentualnie kontrprzykłady. Ponadto należy znać dowody tam gdzie to jest zaznaczone. Liczby zespolone.

Bardziej szczegółowo

Warunki dzia lań na wektorach - aksjomaty przestrzeni liniowej a) b) daja podobnie do wektorów: strza lki, si la, pre

Warunki dzia lań na wektorach - aksjomaty przestrzeni liniowej a) b) daja podobnie do wektorów: strza lki, si la, pre PRZESTRZENIE LINIOWE V = V, +,,, 0, K Warunki dzia lań na wektorach - aksjomaty przestrzeni liniowej a) b) c) d) e) f) g) h) v V v V u V u V (v + u = u + v) w V v V (v + 0 = v) (v + v V v = 0) (1 v = v)

Bardziej szczegółowo

1 0 Je»eli wybierzemy baz A = ((1, 1), (2, 1)) to M(f) A A =. 0 2 Daje to znacznie lepszy opis endomorzmu f.

1 0 Je»eli wybierzemy baz A = ((1, 1), (2, 1)) to M(f) A A =. 0 2 Daje to znacznie lepszy opis endomorzmu f. GAL II 2012-2013 A Strojnowski str1 Wykªad 1 Ten semestr rozpoczniemy badaniem endomorzmów sko«czenie wymiarowych przestrzeni liniowych Denicja 11 Niech V b dzie przestrzeni liniow nad ciaªem K 1) Przeksztaªceniem

Bardziej szczegółowo

g liczb rzeczywistych (a n ) spe lnia warunek

g liczb rzeczywistych (a n ) spe lnia warunek . Czy jest prawda, że a) R y R z R y + yz + = 0 ; b) R y R z R y + yz + 0 ; c) R y R z R y + yz + = 0 ; d) R y R z R y + yz + 0? 2. Czy jest prawdziwa nierówność a) ctg > ; b) tg < cos ; c) cos < sin ;

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 5 W lasności wyznaczników. Macierz odwrotna

Wyk lad 5 W lasności wyznaczników. Macierz odwrotna Wyk lad 5 W lasności wyznaczników Macierz odwrotna 1 Operacje elementarne na macierzach Bardzo ważne znaczenie w algebrze liniowej odgrywaja tzw operacje elementarne na wierszach lub kolumnach macierzy

Bardziej szczegółowo

GAL z aweber/zadania/gal2017gw/ Wersja

GAL z aweber/zadania/gal2017gw/ Wersja Przestrzenie rzutowe GAL z 27 http://wwwmimuwedupl/ aweber/zadania/gal27gw/ Wersja 2627 Patrz osobny plik http://wwwmimuwedupl/ aweber/zadania/gal27gw/przestrzenie rzutowe-zadaniapdf Do zrobienia na ćwiczeniach:

Bardziej szczegółowo

Zadania z Algebry Studia Doktoranckie Instytutu Matematyki Uniwersytetu Śląskiego 1

Zadania z Algebry Studia Doktoranckie Instytutu Matematyki Uniwersytetu Śląskiego 1 Zadania z Algebry Studia Doktoranckie Instytutu Matematyki Uniwersytetu Śląskiego 1 1. (a) Udowodnić, że jeśli grupa ilorazowa G/Z(G) jest cykliczna, to grupa G jest abelowa (Z(G) oznacza centrum grupy

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 4 Macierz odwrotna i twierdzenie Cramera

Wyk lad 4 Macierz odwrotna i twierdzenie Cramera Wyk lad 4 Macierz odwrotna i twierdzenie Cramera 1 Odwracanie macierzy I n jest elementem neutralnym mnożenia macierzy w zbiorze M n (R) tzn A I n I n A A dla dowolnej macierzy A M n (R) Ponadto z twierdzenia

Bardziej szczegółowo

DB Algebra liniowa 1 semestr letni 2018

DB Algebra liniowa 1 semestr letni 2018 DB Algebra liniowa 1 semestr letni 2018 Teoria oraz większość zadań w niniejszym skrypcie zostały opracowane na podstawie książek: 1 G Banaszak, W Gajda, Elementy algebry liniowej cz I, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne,

Bardziej szczegółowo

(α + β) a = α a + β a α (a + b) = α a + α b (α β) a = α (β a). Definicja 4.1 Zbiór X z dzia laniami o wyżej wymienionych w lasnościach

(α + β) a = α a + β a α (a + b) = α a + α b (α β) a = α (β a). Definicja 4.1 Zbiór X z dzia laniami o wyżej wymienionych w lasnościach Rozdzia l 4 Przestrzenie liniowe 4.1 Przestrzenie i podprzestrzenie 4.1.1 Definicja i podstawowe w lasności Niech X z dzia laniem dodawania + b edzie grupa przemienna (abelowa). Oznaczmy przez 0 element

Bardziej szczegółowo

6 Homomorfizmy przestrzeni liniowych

6 Homomorfizmy przestrzeni liniowych konspekt wykladu - 2009/10 1 6 Homomorfizmy przestrzeni liniowych Definicja 6.1. Niech V, U be przestrzeniami liniowymi nad cialem K. Przeksztalcenie F : V W nazywamy przeksztalceniem liniowym (homomorfizmem

Bardziej szczegółowo

c ze wzoru dwumianowego Newtona obliczyć sumy: a) 3 2 obliczyć wartości wyrazów będa cych liczbami ca lkowitymi,

c ze wzoru dwumianowego Newtona obliczyć sumy: a) 3 2 obliczyć wartości wyrazów będa cych liczbami ca lkowitymi, 3 Korzystaja c ze wzoru dwumianowego Newtona obliczyć sumy: a) n ( n n k) ; b) 4 W rozwinie ciu dwumianowym: ( 4 a) ) 1, 3 2 obliczyć wartości wyrazów będa cych liczbami ca lkowitymi, ( ) b) 3 13, 5 +

Bardziej szczegółowo

Formy kwadratowe. Mirosław Sobolewski. Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW. wykład z algebry liniowej Warszawa, styczeń 2009

Formy kwadratowe. Mirosław Sobolewski. Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW. wykład z algebry liniowej Warszawa, styczeń 2009 Formy kwadratowe Mirosław Sobolewski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW wykład z algebry liniowej Warszawa, styczeń 2009 Mirosław Sobolewski (UW) Warszawa, 2009 1 / 15 Definicja Niech V, W,

Bardziej szczegółowo

1 Znaleźć wszystkie możliwe tabelki dzia lań grupowych na zbiorze 4-elementowym.

1 Znaleźć wszystkie możliwe tabelki dzia lań grupowych na zbiorze 4-elementowym. Algebra I Bardzo dobrym źród lem zadań (ze wskazówkami do rozwia zań) jest M Bryński, J Jurkiewicz - Zbiór zadań z algebry, doste pny w bibliotece Moje zadania dla studentów z *: https://wwwmimuwedupl/%7eaweber/zadania/algebra2014/grupyzadpdf

Bardziej szczegółowo

Przestrzenie wektorowe

Przestrzenie wektorowe Rozdział 4 Przestrzenie wektorowe Rozważania dotyczące przestrzeni wektorowych rozpoczniemy od kilku prostych przykładów. Przykład 4.1. W przestrzeni R 3 = {(x, y, z) : x, y, z R} wprowadzamy dwa działania:

Bardziej szczegółowo

Wyk lad 6 Podprzestrzenie przestrzeni liniowych

Wyk lad 6 Podprzestrzenie przestrzeni liniowych Wyk lad 6 Podprzestrzenie przestrzeni liniowych 1 Określenie podprzestrzeni Definicja 6.1. Niepusty podzbiór V 1 V nazywamy podprzestrzeni przestrzeni liniowej V, jeśli ma on nastepuj ace w lasności: (I)

Bardziej szczegółowo

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn a 1j a 2j R i = , C j =

a 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn a 1j a 2j R i = , C j = 11 Algebra macierzy Definicja 11.1 Dla danego ciała F i dla danych m, n N funkcję A : {1,..., m} {1,..., n} F nazywamy macierzą m n (macierzą o m wierszach i n kolumnach) o wyrazach z F. Wartość A(i, j)

Bardziej szczegółowo

Wyk lad z Algebry Liniowej dla studentów WNE UW. Rok akademicki 2017/2018. Przyk lady zadań na ćwiczenia. 1. Które z cia

Wyk lad z Algebry Liniowej dla studentów WNE UW. Rok akademicki 2017/2018. Przyk lady zadań na ćwiczenia. 1. Które z cia Wyk lad z Algebry Liniowej dla studentów WNE UW. Rok akademicki 2017/2018. Przyk lady zadań na ćwiczenia. 1. Które z cia gów: ( 1, 1, 1, 1), (2, 3, 1, 4), (4, 3, 2, 1), (4, 0, 3, 1) sa rozwia 2 zaniami

Bardziej szczegółowo

Pokazać, że wyżej zdefiniowana struktura algebraiczna jest przestrzenią wektorową nad ciałem

Pokazać, że wyżej zdefiniowana struktura algebraiczna jest przestrzenią wektorową nad ciałem Zestaw zadań 9: Przestrzenie wektorowe. Podprzestrzenie () Wykazać, że V = C ze zwykłym dodawaniem jako dodawaniem wektorów i operacją mnożenia przez skalar : C C C, (z, v) z v := z v jest przestrzenią

Bardziej szczegółowo

Zadania z GAL-u 2004/2005

Zadania z GAL-u 2004/2005 1 Rozwia zać uk lady równań: { 2x + 3y = 1 11 3x + y = 0 x + y = 1 12 x + 2y 3z = 3 2x + 4y + z = 1 3x + y + z = 1 13 x + 2z = 6 3y + 2z = 0 2x + 3y + 2z = 1 14 3x + 4y + 2z = 2 4x + 2y + 3z = 3 x + y

Bardziej szczegółowo

Wersja testu D 14 września 2011 r. 1. Czy prawda jest, że a) x Z y Z y 2 = 2 ; b) x Z y Z x 2 = 1 ; c) x Z y Z x 2 = 2 ; d) x Z y Z y 2 = 1?

Wersja testu D 14 września 2011 r. 1. Czy prawda jest, że a) x Z y Z y 2 = 2 ; b) x Z y Z x 2 = 1 ; c) x Z y Z x 2 = 2 ; d) x Z y Z y 2 = 1? 1. Czy prawda jest, że a) x Z y Z y 2 = 2 ; b) x Z y Z x 2 = 1 ; c) x Z y Z x 2 = 2 ; d) x Z y Z y 2 = 1? 2. Czy prawda jest, że a) 5 8 1 jest podzielne przez 4 ; b) 5 7 1 jest podzielne przez 4 ; c) 3

Bardziej szczegółowo

sa dzie metryka z euklidesowa, to znaczy wyznaczaja ca cki, Wojciech Suwiński)

sa dzie metryka z euklidesowa, to znaczy wyznaczaja ca cki, Wojciech Suwiński) Zadanie 1 Pokazać, że dowolne dwie kule w R z metryka sa homeomorficzne Niech ρ be dzie metryka równoważna z, to znaczy wyznaczaja ca topologie na R Czy wynika z tego, że dowolne dwie kule w metryce ρ

Bardziej szczegółowo

R k v = 0}. k N. V 0 = ker R k 0

R k v = 0}. k N. V 0 = ker R k 0 Definicja 1 Niech R End(V ). Podprzestrzeń W przestrzeni V nazywamy podprzestrzenią niezmienniczą odwzorowania R jeśli Rw W, dla każdego w W ; równoważnie: R(W ) W. Jeśli W jest różna od przestrzeni {0}

Bardziej szczegółowo

Algebra liniowa. 1. Macierze.

Algebra liniowa. 1. Macierze. Algebra liniowa 1 Macierze Niech m oraz n będą liczbami naturalnymi Przestrzeń M(m n F) = F n F n będącą iloczynem kartezjańskim m egzemplarzy przestrzeni F n z naturalnie określonymi działaniami nazywamy

Bardziej szczegółowo

Rozdzia l 10. Formy dwuliniowe i kwadratowe Formy dwuliniowe Definicja i przyk lady

Rozdzia l 10. Formy dwuliniowe i kwadratowe Formy dwuliniowe Definicja i przyk lady Rozdzia l 10 Formy dwuliniowe i kwadratowe 10.1 Formy dwuliniowe 10.1.1 Definicja i przyk lady Niech X K b edzie przestrzenia liniowa nad cia lem K, dim(x K ) = n. Definicja 10.1 Przekszta lcenie ϕ : X

Bardziej szczegółowo

Matematyka dyskretna

Matematyka dyskretna Matematyka dyskretna Wykład 6: Ciała skończone i kongruencje Gniewomir Sarbicki 2 marca 2017 Relacja przystawania Definicja: Mówimy, że liczby a, b Z przystają modulo m (co oznaczamy jako a = b (mod m)),

Bardziej szczegółowo

Podstawowe struktury algebraiczne

Podstawowe struktury algebraiczne Maciej Grzesiak Podstawowe struktury algebraiczne 1. Wprowadzenie Przedmiotem algebry było niegdyś przede wszystkim rozwiązywanie równań. Obecnie algebra staje się coraz bardziej nauką o systemach matematycznych.

Bardziej szczegółowo

Wykład 5. Ker(f) = {v V ; f(v) = 0}

Wykład 5. Ker(f) = {v V ; f(v) = 0} Wykład 5 Niech f : V W będzie przekształceniem liniowym przestrzeni wektorowych Wtedy jądrem przekształcenia nazywamy zbiór tych elementów z V, których obrazem jest wektor zerowy w przestrzeni W Jądro

Bardziej szczegółowo

Algebra Liniowa 2 (INF, TIN), MAP1152 Lista zadań

Algebra Liniowa 2 (INF, TIN), MAP1152 Lista zadań Algebra Liniowa 2 (INF, TIN), MAP1152 Lista zadań Przekształcenia liniowe, diagonalizacja macierzy 1. Podano współrzędne wektora v w bazie B. Znaleźć współrzędne tego wektora w bazie B, gdy: a) v = (1,

Bardziej szczegółowo

Wykład 4 Udowodnimy teraz, że jeśli U, W są podprzetrzeniami skończenie wymiarowej przestrzeni V to zachodzi wzór: dim(u + W ) = dim U + dim W dim(u

Wykład 4 Udowodnimy teraz, że jeśli U, W są podprzetrzeniami skończenie wymiarowej przestrzeni V to zachodzi wzór: dim(u + W ) = dim U + dim W dim(u Wykład 4 Udowodnimy teraz, że jeśli U, W są podprzetrzeniami skończenie wymiarowej przestrzeni V to zachodzi wzór: dim(u + W ) = dim U + dim W dim(u W ) Rzeczywiście U W jest podprzetrzenią przestrzeni

Bardziej szczegółowo

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B 1. Dla macierzy a) A = b) A = c) A = d) A = 3 1 + i 1 i i i 0 i i 0 1 + i 1 i 0 0 0 0 1 0 1 0 1 + i 1 i Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: A, X = B. Obliczyć pierwiaski z macierzy: A =

Bardziej szczegółowo

Układy równań liniowych

Układy równań liniowych Układy równań liniowych Niech K będzie ciałem. Niech n, m N. Równanie liniowe nad ciałem K z niewiadomymi (lub zmiennymi) x 1, x 2,..., x n K definiujemy jako formę zdaniową zmiennej (x 1,..., x n ) K

Bardziej szczegółowo

Postać Jordana macierzy

Postać Jordana macierzy Rozdział 8 Postać Jordana macierzy Niech F = R lub F = C Macierz J r λ) F r r postaci λ 1 0 0 0 λ 1 J r λ) = 0 λ 1 0 0 λ gdzie λ F nazywamy klatką Jordana stopnia r Oczywiście J 1 λ) = [λ Definicja 81

Bardziej szczegółowo

1 WPROWADZENIE 1. Agata Pilitowska. parzysta. 3. Znaleźć odległość kodu kontroli parzystości nad ciałem GF (q).

1 WPROWADZENIE 1. Agata Pilitowska. parzysta. 3. Znaleźć odległość kodu kontroli parzystości nad ciałem GF (q). 1 WPROWADZENIE 1 Kody korekcyjne - zadania Agata Pilitowska 1 Wprowadzenie 1. Pokazać, że dla dowolnych wektorów c, f Z n 2, d(c, f ) = n (c i f i ) 2, i=1 wt(c + f ) = wt(c) + wt(f ) 2wt(cf ), wt(c +

Bardziej szczegółowo

FUNKCJE LICZBOWE. x 1

FUNKCJE LICZBOWE. x 1 FUNKCJE LICZBOWE Zbiory postaci {x R: x a}, {x R: x a}, {x R: x < a}, {x R: x > a} oznaczane sa symbolami (,a], [a, ), (,a) i (a, ). Nazywamy pó lprostymi domknie tymi lub otwartymi o końcu a. Symbol odczytujemy

Bardziej szczegółowo

c a = a x + gdzie = b 2 4ac. Ta postać wielomianu drugiego stopnia zwana jest kanoniczna, a wyrażenie = b 2 4ac wyróżnikiem tego wielomianu.

c a = a x + gdzie = b 2 4ac. Ta postać wielomianu drugiego stopnia zwana jest kanoniczna, a wyrażenie = b 2 4ac wyróżnikiem tego wielomianu. y = ax 2 + bx + c WIELOMIANY KWADRATOWE Zajmiemy sie teraz wielomianami stopnia drugiego, zwanymi kwadratowymi. Symbol w be dzie w tym rozdziale oznaczać wielomian kwadratowy, tj. w(x) = ax 2 + bx + c

Bardziej szczegółowo

1 WPROWADZENIE 1. Agata Pilitowska. parzysta. 3. Znaleźć odległość kodu kontroli parzystości nad ciałem GF (q).

1 WPROWADZENIE 1. Agata Pilitowska. parzysta. 3. Znaleźć odległość kodu kontroli parzystości nad ciałem GF (q). 1 WPROWADZENIE 1 Kody korekcyjne - zadania Agata Pilitowska 1 Wprowadzenie 1 Pokazać, że dla dowolnych wektorów c, f Z n 2, d(c, f ) = n (c i f i ) 2, i=1 wt(c + f ) = wt(c) + wt(f ) 2wt(cf ), wt(c + f

Bardziej szczegółowo

WYK LAD 2: PODSTAWOWE STRUKTURY ALGEBRAICZNE, PIERWIASTKI WIELOMIANÓW, ROZK LAD FUNKCJI WYMIERNEJ NA U LAMKI PROSTE

WYK LAD 2: PODSTAWOWE STRUKTURY ALGEBRAICZNE, PIERWIASTKI WIELOMIANÓW, ROZK LAD FUNKCJI WYMIERNEJ NA U LAMKI PROSTE WYK LAD 2: PODSTAWOWE STRUKTURY ALGEBRAICZNE, PIERWIASTKI WIELOMIANÓW, ROZK LAD FUNKCJI WYMIERNEJ NA U LAMKI PROSTE Definicja 1 Algebra abstrakcyjna nazywamy teorie, której przedmiotem sa dzia lania na

Bardziej szczegółowo

4. Dzia lanie grupy na zbiorze

4. Dzia lanie grupy na zbiorze 17 4. Dzia lanie grupy na zbiorze Znaczna cze ść poznanych przez nas przyk ladów grup, to podgrupy grupy bijekcji jakiegoś zbioru. Cze sto taka podgrupa sk lada sie z bijekcji, które zachowuja dodatkowa

Bardziej szczegółowo

Ciała skończone. 1. Ciała: podstawy

Ciała skończone. 1. Ciała: podstawy Ciała skończone 1. Ciała: podstawy Definicja 1. Każdy zbiór liczb, w którym są wykonalne wszystkie cztery działania z wyjątkiem dzielenia przez 0 i który zawiera więcej niż jedną liczbę, nazywamy ciałem

Bardziej szczegółowo

1 ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ LINIOWYCH

1 ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ LINIOWYCH ZADANIA Z GEOMETRII Z ALGEBRĄ LINIOWĄ grupa 2, semestr zimowy 2018/19 1 ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ LINIOWYCH 1.1 Zadania na ćwiczenia: 1.1. Rozwiązać układ równań: 1.2. Rozwiązać układ równań: 8x 1 +

Bardziej szczegółowo

SIMR 2016/2017, Analiza 2, wykład 1, Przestrzeń wektorowa

SIMR 2016/2017, Analiza 2, wykład 1, Przestrzeń wektorowa SIMR 06/07, Analiza, wykład, 07-0- Przestrzeń wektorowa Przestrzeń wektorowa (liniowa) - przestrzeń (zbiór) w której określone są działania (funkcje) dodawania elementów i mnożenia elementów przez liczbę

Bardziej szczegółowo

4 Przekształcenia liniowe

4 Przekształcenia liniowe MIMUW 4. Przekształcenia liniowe 16 4 Przekształcenia liniowe Obok przestrzeni liniowych, podstawowym obiektem algebry liniowej są przekształcenia liniowe. Rozpatrując przekształcenia liniowe między przestrzeniami

Bardziej szczegółowo

Kombinacje liniowe wektorów.

Kombinacje liniowe wektorów. Kombinacje liniowe wektorów Definicja: Niech V będzie przestrzenią liniową nad ciałem F, niech A V Zbiór wektorów A nazywamy liniowo niezależnym, jeżeli m N v,, v m A a,, a m F [a v + + a m v m = θ a =

Bardziej szczegółowo

Zadania przygotowawcze, 3 kolokwium

Zadania przygotowawcze, 3 kolokwium Zadania przygotowawcze, 3 kolokwium Mirosław Sobolewski 8 grudnia. Niech φ t : R 3 R 3 bedzie endomorfizmem określonym wzorem φ t ((x, x, )) (x +, tx + x, x + ), gdzie parametr t R. a) Zbadać dla jakiej

Bardziej szczegółowo