20738

Линейные отображения (операторы). Матрица линейного оператора. Собственные векторы и собственные значения. Характеристическое уравнение

Доклад

Математика и математический анализ

Матрица линейного оператора. Ядром линейного оператора называется Образом линейного оператора называется Ядро Образ Теорема. Каждый вектор разложим по базису B: Столбцы матрицы линейного оператора представляют собой координатные столбцы образов базисных векторов относительно данного базиса.АBfматрица линейного оператора.

Русский

2013-07-31

147 KB

17 чел.

Алгебра

10. Линейные отображения (операторы). Матрица линейного оператора. Собственные векторы и собственные значения. Характеристическое уравнение.

Определение: Пусть V – линейное пространство над F. Отображение

 f: VV       называется линейным отображением(оператором) пространства V в себя    если:


Из определения следует, что
f является гомоморфизмом, т. к. условия 1 и 2 –это условия сохранения операций.

Пример: Пусть V – линейное пространство действительных  функций, дифференцируемых любое число раз. Оператор дифференцирования, который ставит в соответствие функции её производную, является линейным.

Определение: Пусть f: VV  и f- линейный оператор. Ядром линейного оператора называется

Образом линейного оператора называется

Ядро                                    Образ

Теорема. Пусть f: VV  и f- линейный оператор.

V-конечномерное пространство.

Определение: Пусть  f: VV  и f- линейный оператор. Рассмотрим произвольный базис пространства V:

-образ bi-базисного вектора. Каждый вектор  разложим по базису B:

Столбцы матрицы линейного оператора представляют собой координатные столбцы образов базисных векторов относительно данного базиса.

Лемма

Пусть  f: VV  и f- линейный оператор

-базис V1B(f)-матрица линейного оператора.

, -образ х.

,

,  тогда

Доказательство:

(2)

Воспользуемся тем, что разложение по базисным векторам единственно и из (1) и (2) получаем систему:

- система скалярных равенств равносильна векторным равенствам.

…….

-это доказывает лемму.

Определение: V- линейное пространство размерности

-«старый базис»

- «новый базис»

…..                               –система, разложение новых базисных векторов относительно  

 старых базисов

Матрица:-матрица перехода от «старого» базиса к «новому».

Столбцы матрицы перехода являются координатными столбцами «новых» базисных векторов относительно «старого» базиса.

Теорема.

Матрица перехода - обратима. (без доказательства).

Определение: Пусть f: VV  и f- линейный оператор. V-линейное пространство. Ненулевой вектор  называется собственным, если: (поле) собственное значение f.

Теорема.

Пусть f: VV  и f- линейный оператор. V-линейное пространство

-базис пространства V. АB(f)-матрица линейного оператора. -собственное значение f, тогда х - собственный вектора оператора f когда координатный столбец удовлетворяет системе:

(1)

Доказательство

х- собств. векторкогда тождественный вектор, т. е. ,если раскрыть матрицу xB-удовл-рит систему (1).

Замечание

Чтобы найти ненулевые решения однородной системы (1) необходимо чтобы главный определитель равнялся 0.Чтобы существовал собственный вектор надо чтобы определитель системы равнялся 0.

Правило нахождения собственных значений  линейного оператора.

1. Фиксируем базис и выписываем матрицу линейного оператора АВ(f)

2.Составляем определитель и приравниваем его к 0.

=0 – Уравнение относительно переменной ,называется характеристическим. Оно представляет собой алгебраическое уравнение n-ой степени над полем F. Вопрос о существовании решений характеристического уравнения связан с теорией алгебраических уравнений.

Определение:

Набор собственных значений линейного оператора называется его спектром. Если число различных собственных значений совпадает с размерностью пространства, то оператор называется оператором с простым спектром.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32580. Энергетическая совместимость ТСА 14.41 KB
  В пневмоавтоматике это следующие значения давления сжатого воздуха: Pпит 400 кПа высокий уровень; Pпит=150 кПа средний уровень; Pпит 10 кПа низкий уровень.
32581. Входные устройства 319.1 KB
  в центральную часть САУ либо со стороны оператора коммутационные аппараты ручного ввода либо со стороны объекта управления датчики. Коммутационные аппараты ручного ввода информации Аппаратуру ручного управления по своему назначению и использованию подразделяют на аппараты для непосредственной коммутации силовых цепей и аппараты для коммутации цепей управления. Аппараты для коммутации цепей управления Используются для пуска и аварийного останова технологических машин переключения режимов их работы ввода программ и уставок для...
32582. Устройства контроля скорости (УКС) 84.62 KB
  Под ее воздействием в обмотке появляется ток и возникает сила взаимодействия стремящаяся повернуть статор в сторону вращения магнита. При определенной частоте вращения упор 2 преодолевает сопротивление плоской пружины и переключает контакты реле 1 и 7 в зависимости от направления вращения входного вала. Основанием реле служит пластмассовая планшайба 4 установленная на валу скорость вращения которого необходимо контролировать.
32584. Основные схемы включения входных устройств в САУ 128.25 KB
  Схемы включения входных устройств в САУ 1. Включение контактных входных устройств в релейноконтактные схемы РКС производится путем непосредственного последовательного и параллельного соединения их замыкающих рис. Включение контактных входных устройств в бесконтактные логические схемы БЛС производится через резисторные схемы согласования рис.
32585. Выходные устройства 13.4 KB
  Помимо этой основной своей функции выходные устройства могут выполнять и ряд других дополнительных функций: усиление сигналов функция усилителя; преобразование информационных сигналов по виду энергии по роду тока по частоте по виду и т.
32586. Учет наличия и движения основных средств 66.5 KB
  4 ПБУ 6 01 понимается актив который принимается организацией к бухгалтерскому учету в качестве основных средств при этом одновременно должны выполняться следующие условия: а объект предназначен для использования в производстве продукции при выполнении работ или оказании услуг для управленческих нужд организации либо для предоставления организацией за плату во временное владение и пользование или во временное пользование; б объект предназначен для использования в течение длительного времени т. Единицей бухгалтерского учета основных...
32587. Учет нематериальных активов и их амортизации 43 KB
  2000 91н для признания НМА необходимо следующие условия: Способность приносить организации экономические выгоды доход более 12 месяцев; Наличие надлежаще оформленных документов подтверждающих существование самого актива и или исключительного права у налогоплательщика на результаты интеллектуальной деятельности патенты свидетельства и т. К НМА относятся: исключительные права: патентообладателя на изобретение промышленный образец полезную модель; автора или иного правообладателя на использование программы на ЭВМ базы данных;...
32588. Учет прибылей и убытков, нераспределенной прибыли (непокрытого убытка) 34 KB
  Помимо этого счет 99 Прибыли и убытки предусматривает отражение данных о начисленных суммах налога на прибыль и суммах перерасчета по этому налогу а также суммы причитающихся налоговых санкций. Таким образом на счете 99 определяется чистая прибыль или убыток организации за отчетный период месяц квартал полугодие и т. чистая прибыль убыток переносится в кредит счета 84 Нераспределенная прибыль непокрытый убыток как чистая прибыль или в дебет этого счета как непокрытый убыток. № 43н непокрытый убыток выявленный на счете 99...