Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Hogyan kell az alteret megállapítani?

353
Hogyan tudom általánosan megoldani az ilyen feladatot?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

1
Az kell, hogy `W` részhalmaza legyen `mathbb{R}^5`-nek, és maga is vektortér legyen. Az előbbi feltétel triviálisan teljesül, az utóbbin áll vagy bukik a dolog. Vagyis azt kell megvizsgálni, hogy `W` teljesíti-e a vektortér-axiómákat (praktikusan: az összeadásra és a skalárral való szorzásra nézve zárt-e a halmaz).



a) Tehát `W` azokat az ötelemű vektorokat tartalmazza, amelyek első és negyedik koordinátája megegyezik. Ez vektortér, mert két ilyen vektor összegének is megegyezik az első és a negyedik koordinátája:

`[[x_1], [x_2], [x_3], [x_1], [x_5]]+[[y_1], [y_2], [y_3], [y_1], [y_5]]=[[x_1+y_1], [x_2+y_2], [x_3+y_3], [x_1+y_1], [x_5+y_5]]`

És egy ilyen vektor tetszőleges skalárszorosának is megegyezik az első és a negyedik koordinátája:

`lambda*[[x_1], [x_2], [x_3], [x_1], [x_5]]=[[lambda x_1], [lambda x_2], [lambda x_3], [lambda x_1], [lambda x_5]]`

Az altér dimenziója egyébként 4, bázisa például:

`[[1],[0],[0],[1],[0]]`, `[[0],[1],[0],[0],[0]]`, `[[0],[0],[1],[0],[0]]`, `[[0],[0],[0],[0],[1]]`



b) Ez is altér. Két ilyen vektor összege:

`[[x_1], [-x_1], [x_3], [-x_3], [0]]+[[y_1], [-y_1], [y_3], [-y_3], [0]]=[[x_1+y_1], [-(x_1+y_1)], [x_3+y_3], [-(x_3+y_3)], [0]]`

Egy ilyen vektor skalárszorosa:

`lambda*[[x_1], [-x_1], [x_3], [-x_3], [0]]=[[lambda x_1], [-lambda x_1], [lambda x_3], [-lambda x_3], [0]]`

Az altér dimenziója egyébként 2, bázisa például:

`[[1],[-1],[0],[0],[0]]`, `[[0],[0],[1],[-1],[0]]`



c) Nem, ezzel sok baj van, ezek a vektorok nem alkotnak vektorteret. Például mert az összeadás kivezet a halmazból: két ilyen vektor összegének az első koordinátája `-2` lesz, tehát az összegvektor nem eleme `W`-nek. De ugyanígy kivezet a skalárral való szorzás is. Ráadásul a nullvektor nem eleme `W`-nek (pedig az minden vektortérben benne kell legyen), nincs additív inverz.


d) Nem, ugyanazért, amiért c) sem.


e) Ez altér:

`[[x_1], [x_2], [5x_2], [x_4], [x_5]]+[[y_1], [y_2], [5y_2], [y_4], [y_5]]=[[x_1+y_1], [x_2+y_2], [5(x_2+y_2)], [x_4+y_4], [x_5+y_5]]`

`lambda*[[x_1], [x_2], [5x_2], [x_4], [x_5]]=[[lambda x_1], [lambda x_2], [5(lambda x_2)], [lambda x_4], [lambda x_5]]`

Dimenziója 4, bázisa például:

`[[1],[0],[0],[0],[0]]`, `[[0],[1],[5],[0],[0]]`, `[[0],[0],[0],[1],[0]]`, `[[0],[0],[0],[0],[1]]`



Tehát a), b) és e) alterek. Ha jobban megnézzük, ezekben az a közös, hogy a koordinátákra lineáris, HOMOGÉN egyenlet(rendszer) írható fel. Általánosan is igaz, hogy ilyenkor alteret kapunk (mégpedig az egyenletrendszer együtthatómátrixának magterét), `W` vektorai `mathbb{R}^5` origóján átmenő egyeneseket, síkokat, tereket, hipersíkokat feszítenek ki. Az alterek dimenziója is beszédes, azt fejezi ki, hogy `W` vektorainak hány független koordinátája van.
0