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Grazie mille in anticipo
[Applicazione Lineare] Trovare Matrice Associata
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AdrianAlter
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[Applicazione Lineare] Trovare Matrice Associata
Ciao a tutti, sto avendo problemi a risolvere questo esercizio al punto 'a'.
Qualcuno potrebbe gentilmente fornire una soluzione con spiegazione per uno che non ne capisce molto?
Grazie mille in anticipo
Grazie mille in anticipo
Re: [Applicazione Lineare] Trovare Matrice Associata
a) Trovare la matrice B
Metodo 1
Sapendo che alla base \({\mathcal{B}}=\{e_2;e_1;e_3+e_4;e_3+e_2\}\) è associata la matrice \(A=\begin{bmatrix}2&2&1&1\\2&2&1&1\\0&0&1&1\\0&0&1&1\end{bmatrix}\) è possibile ricostuire direttamente la matrice \(B\) associata a f rispetto alla base canonica, infatti
- \(f(e_1)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_2)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_3)=f(e_3+e_2)-f(e_2)=(-1,-1,1,1)_{\mathcal{B}}=-e_2-e_1+(e_3+e_4)+(e_3+e_2)-e_1+2e_3+e_4=(-1,0,2,1)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_4)=f(e_3+e_4)-f(e_3)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
e quindi \(B=\begin{bmatrix}2&2&-1&2\\2&2&0&2\\0&0&2&0\\0&0&1&0\end{bmatrix}\)
Metodo 2
Consideriamo la matrice \(M\) che ha per colonne i vettori della base \(\{e_2;e_1;e_3+e_4;e_3+e_2\}\) espressi nella canonica \(M=\begin{bmatrix}0&1&0&0\\1&0&0&1\\0&0&1&1\\0&0&1&0\end{bmatrix}\) allora se \(v_{\mathcal{B}}\) è un vettore nella base \({\mathcal{B}}\) la sua rappresentazione nella base canonica è data da \(v_{\mathcal{C}}=Mv_{\mathcal{B}}\) e dunque \(w_{\mathcal{B}}=f(v_{\mathcal{B}})=Av_{\mathcal{B}}\iff M^{-1}w_{\mathcal{C}}=AM^{-1}v_{\mathcal{C}}\iff f(v_{\mathcal{C}})=w_{\mathcal{C}}=MAM^{-1}v_{\mathcal{C}}\) e quindi \(B=MAM^{-1}\) (verificare che corrisponde a quella trovata con il metodo 1, spero!).
b) Dimensione dell'immagine
Il rango di \(f\) è __ (perché?), quindi la dimensione è __ (perché ?).
c) B è diagonalizzabile?
Qual è la cns per la diagonalizzabilità?
d) Trovare una base per Null(f)
Per trovare una base dobbiamo risolvere \(Ax=0\) o \(Bx=0\).
Conoscere la dimensione aiuta molto. Qual è la dimensione di Null(f)? Perché?
Metodo 1
Sapendo che alla base \({\mathcal{B}}=\{e_2;e_1;e_3+e_4;e_3+e_2\}\) è associata la matrice \(A=\begin{bmatrix}2&2&1&1\\2&2&1&1\\0&0&1&1\\0&0&1&1\end{bmatrix}\) è possibile ricostuire direttamente la matrice \(B\) associata a f rispetto alla base canonica, infatti
- \(f(e_1)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_2)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_3)=f(e_3+e_2)-f(e_2)=(-1,-1,1,1)_{\mathcal{B}}=-e_2-e_1+(e_3+e_4)+(e_3+e_2)-e_1+2e_3+e_4=(-1,0,2,1)_{\mathcal{C}}\)
- \(f(e_4)=f(e_3+e_4)-f(e_3)=(2,2,0,0)_{\mathcal{B}}=2e_2+2e_1=(2,2,0,0)_{\mathcal{C}}\)
e quindi \(B=\begin{bmatrix}2&2&-1&2\\2&2&0&2\\0&0&2&0\\0&0&1&0\end{bmatrix}\)
Metodo 2
Consideriamo la matrice \(M\) che ha per colonne i vettori della base \(\{e_2;e_1;e_3+e_4;e_3+e_2\}\) espressi nella canonica \(M=\begin{bmatrix}0&1&0&0\\1&0&0&1\\0&0&1&1\\0&0&1&0\end{bmatrix}\) allora se \(v_{\mathcal{B}}\) è un vettore nella base \({\mathcal{B}}\) la sua rappresentazione nella base canonica è data da \(v_{\mathcal{C}}=Mv_{\mathcal{B}}\) e dunque \(w_{\mathcal{B}}=f(v_{\mathcal{B}})=Av_{\mathcal{B}}\iff M^{-1}w_{\mathcal{C}}=AM^{-1}v_{\mathcal{C}}\iff f(v_{\mathcal{C}})=w_{\mathcal{C}}=MAM^{-1}v_{\mathcal{C}}\) e quindi \(B=MAM^{-1}\) (verificare che corrisponde a quella trovata con il metodo 1, spero!).
b) Dimensione dell'immagine
Il rango di \(f\) è __ (perché?), quindi la dimensione è __ (perché ?).
c) B è diagonalizzabile?
Qual è la cns per la diagonalizzabilità?
d) Trovare una base per Null(f)
Per trovare una base dobbiamo risolvere \(Ax=0\) o \(Bx=0\).
Conoscere la dimensione aiuta molto. Qual è la dimensione di Null(f)? Perché?
GIMUSI