Definizione di spazio vettoriale
Fissato un campo numerico K (≡ R o ≡ C). Diciamo che V è un K-spazio vettoriale se:
- È data un'operazione di somma che ad ogni coppia di elementi di V (v, w) associa un elemento di V (v+w).
- È data un'operazione di prodotto per elementi di K (prodotto esterno) che ad ogni coppia (a, v) con a∈K e v∈V fa corrispondere un unico elemento di V, denotato con av ∋ av.
Le due operazioni verificano le seguenti regole:
- S1. Associativa: ∀v,w,z ∈ V si ha: v+(w+z) = (v+w)+z
- S2. Esistenza dell'elemento neutro: ∃ 0v ∈ V tale che u+0v=u (∀u∈V)
- S3. Esistenza dell'opposto: ∀v∈V, ∃ v'∈V (opposto di v) tale che v+v'=0v
- S4. Commutativa: ∀v,w ∈ V → v+w = w+v
- P1: ∀v∈V, ∀a,b∈K → a(bv)=(ab)v
- P2: ∀v∈V → 1⋅v=v
- DISTRIB.1: ∀v∈V e ∀a,b∈K → (a+b)v = av + bv
- DISTRIB.2: ∀v,w∈V e ∀a∈K → a(v+w) = av + aw
Spazio vettoriale non è mai vuoto! Contiene almeno l'elemento nullo.
Definizione di sottospazio
- Condizione necessaria e sufficiente affinché W sia sottospazio di V:
- Chiuso rispetto alla somma: Se due vettori appartengono a W, anche la loro somma appartiene a W.
- Chiuso rispetto al prodotto: Se v ∈ W e a ∈ K (K = spazio di V, di cui W è sottospazio), allora av appartiene a W.
- 0V ∈ W → Sottospazio non è mai vuoto.
Somma diretta di sottospazi
Siano W e Z due sottospazi del K-spazio V. Diciamo che la somma W + Z è diretta se ogni vettore della somma si può scrivere in modo unico nella forma w+z (w ∈ W, z ∈ Z). Si usa W ⊕ Z.
La somma di due sottospazi (W + Z) di V è diretta solo se W ∩ Z = { 0V }
Matrici simmetriche e anti-simmetriche
Trasposizione di matrici
t(A) = A, t(A+B) = tA + tB, t(aA) = at A
Matrici simmetriche
- A si dice simmetrica se tA = A (α quadro), ciò vuol dire che aij = aji ∀i, j.
- A + tA è simmetrica.
Matrice diagonale: Se e solo se tutti gli elementi al di fuori della diagonale sono = 0. Cioè, se i≠j -> (aij) = 0.
Esempi
- (10⁄02) è diagonale quindi anche simmetrica.
- (4⁄3, 3⁄2) è simmetrica, ma non diagonale.
- (1⁄0, 3⁄2) non è simmetrica e non è diagonale.
Matrici antisimmetriche
- A è antisimmetrica se tA = -A.
- Una matrice antisimmetrica è necessariamente quadrata.
- A è antisimmetrica se e solo se aij = -aji. In particolare, gli elementi sulla diagonale sono tutti nulli.
- A - tA è antisimmetrica.
Esempio
- (0⁄-4) è antisimmetrica.
Prodotto righe per colonne
A∈m,n, B∈n,p. A・B = C ⟹ C ha numero di righe di A e numero di colonne di B. c11 = (c11, ai1, aij, b1,1)・(b112䧙j, bj,j1, b1,3・b3,1
Conclusioni
Siano A∈m,n, e B∈p,q. Il prodotto è definito solo se n=p ⟹ A・B∈m,p& Se il prodotto è definito si possono calcolare i coefficienti. AB + BA non è commutativa.
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