Appunti di Geometria e combinatoria

Appunti di Geometria e combinatoria basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni della prof.ssa Samà dell’Università degli Studi Roma Tre, facoltà di Ingegneria, Corso di laurea in ingegneria informatica. Scarica il file in formato PDF!

Gli appunti qui presenti illustrano solo la prima parte del corso di Geometria e Combinatoria, dunque SOLO le lezioni della professoressa Merola del dipartimento di Ingegneria dell'Università degli Studi Roma Tre. Ogni argomento viene illustrato in modo teorico, esplicativo e con esercizi dimostrativi. Gli argomenti si presentano scritti in colori differenti, ciò è stato fatto per rendere più intuitivo lo studio ed i collegamenti logici e teorici.

in questo pdf sono compresi formulari, guide per svolgere gli esercizi e teoria con dimostrazioni ed illustrazioni, mappe concettuali dei teoremi e schemi delle proprietà. La teoria è valida per sostenere l'orale (qualora sia richiesto) Nota: le guide degli esercizi sono spiegate passo passo per permettere di imparare a svolgerli anche partendo dal non conoscere l'argomento.

Matrici: Matrici ad elementi reali. Lo spazio vettoriale M(m,n)(). Trasposta di una matrice. Matrici quadrate. Matrici simmetriche e antisimmetriche. Decomposizione di una matrice quadrata in parti simmetrica ed antisimmetrica. Matrici triangolari e matrici diagonali. Prodotto di una matrice riga per una matrice colonna. Prodotto righe per colonne di matrici. Matrici unità. Matrici invertibili. Inversa della trasposta e del prodotto di matrici invertibili. Il gruppo GL(n; ). Determinanti e rango: Determinante di una matrice (1,1). Complemento algebrico di un elemento di una matrice quadrata. Teorema di Laplace (senza dimostrazione). Proprietà dei determinanti. Teorema di Binet (senza dimostrazione). Matrici singolari e non. Inversa di una matrice non singolare. Il teorema di Cramer. Dipendenza ed indipendenza lineare delle colonne (righe) di una matrice. Rango di una matrice. Caso delle matrici quadrate. Metodo degli orlati. Teorema di Rouchè-Capelli: Metodo generale di soluzione dei sistemi lineari. Metodo di eliminazione-riduzione di Gauss-Jordan: determinazione del rango di una matrice, risoluzione di un sistema lineare, determinazione della inversa di una matrice non singolare. Spazi vettoriali: Lo spazio dei vettori geometrici applicati in un punto. Segmenti orientati equipollenti. Vettori liberi. Spazi affini e spazi vettoriali. Un esempio fondamentale: lo spazio Rn. Spazi vettoriali reali. Sottospazi di uno spazio vettoriale. Combinazioni lineari di vettori. Generatori di uno spazio o di un sottospazio vettoriale. Dipendenza ed indipendenza lineare di vettori. Base di uno spazio vettoriale e coordinate di un vettore in una base. Il teorema di completamento delle basi. Basi finite e dimensione di uno spazio vettoriale. Riduzione ad Rn. Cambiamenti di base e trasformazioni di coordinate. Orientazione di Rn: basi equiverse e controverse. Sottospazi di Rn: basi, dimensione, equazioni parametriche, codimensione, equazioni cartesiane. Intersezione e somma di due o più sottospazi. Formula di Grassmann. Somme dirette. Sottospazi supplementari. Prodotti scalari: Prodotto scalare standard in Rn e sue proprietà; definita positività e non degenerazione. Norma o lunghezza di un vettore. Diseguaglianza di Cauchy-Schwarz. Misure angolari. Area del parallelogramma. Volume del parallelepipedo. Proiezione di un vettore su un altro. Coefficienti di Fourier. Basi ortogonali e basi ortonormali di uno spazio o di un sottospazio. Procedimento di Gram-Schmidt. Complemento ortogonale di un sottospazio. Proiezione ortogonale di un vettore su un sottospazio. Cambiamenti di basi ortonormali. Matrici ortogonali. Applicazioni lineari: Definizione ed esempi. Matrice di un'applicazione lineare rispetto a due basi fissate. Nucleo ed immagine. Teorema nullità più rango. Applicazioni lineari iniettive, suriettive, bijettive. Isomorfismi. Composizione di applicazioni lineari e prodotto di matrici. Isomorfismi e matrici invertibili. Matrice di un'applicazione lineare e cambiamenti di base. Operatori: Endomorfismi o operatori di Rn. Potenze di un endomorfismo. Operatori e cambiamenti di base: matrici simili. Matrici ed operatori diagonalizzabili. Autovettori ed autovalori di un operatore. Autospazi. Spettro di un operatore. Polinomio caratteristico ed equazione caratteristica. Calcolo degli autovalori e degli autovettori. Molteplicità algebrica e molteplicità geometrica di un autovalore. Teorema fondamentale sulla diagonalizzabilità. Trasposto di un operatore. Operatori simmetrici ed antisimmetrici. Il teorema spettrale (senza dimostrazione). Operatori ortogonali. Isometrie.