Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Построение канонического базиса в общем случае






     

    Линейное пространство является прямой суммой корневых подпространств, если характеристический многочлен линейного оператора разлагается на линейные множители над основным полем К. Поэтому достаточно построить канонический базис каждого корневого подпространства и их объединение – это канонический базис линейного пространства.

     

    Пример. Матрица линейного оператора А в базисе линейного пространства имеет вид:

    Построить канонический базис.

    В этом примере мы будем записывать координаты вектора не в виде матрицы-строки, а в виде матрицы-столбца. Это сделано в связи с тем, что во многих учебниках применяется такая запись и студентам неизбежно придется осваивать обе формы записи. Характеристический многочлен линейного оператора

    целиком раскладывается на линейные множители. Его корни l1 = 0, l2 = -1.

    Линейное пространство L можно представить в виде прямой суммы корневых подпространств

    L = N 0Å N -1 ,, где N 0 = Ker A 4, N -1 = Ker(A + e).

    Построим канонический базис подпространства N 0. Для этого прежде всего найдем базисы подпространств Mi = Ker (A -0e) i из возрастающей цепочки

    = M 0 Í M 1 Í M 2 Í M3 Í M 4= N 0.

    В этой цепочке вначале идут строгие включения, а затем равенства. Найдем абсолютный базис M 1 = Ker A.

    Вектор х Î Ker A Û A (x)= qÛ AX = q, где X = (x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 ) T матрица-столбец координат вектора х. Значок Т указывает на то, что необходимо матрицу транспонировать.

    Запишем и решим систему AX = q.

    Прибавим ко второму уравнению первое, домноженное на 3, к третьему первое, домноженное на 2. Обе части четвертого уравнения разделим на 3. К шестому уравнению прибавим пятое, домноженное на 2. Новое шестое уравнение совпало с четвертым. Обе части пятого уравнения домножим на –1. Система преобразовалась к следующему виду:

    Объявим базисными переменными х 1, х 4, х 6, а свободными х 2, х 3, х 5. Тогда

    Решение системы

    любые числа;

    Rang A =3, dim M 1 =6 –3 =3.Базис М 1:

    Найдем базис M 2 = Ker A 2.

    Вектор х Î Ker A 2Û A 2 (x) = q Û A 2 X = q, где X = (x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6)T матрица-столбец координат вектора х.

    Запишем и решим систему A 2 X = q,

    ~ ~ .

    Система преобразовалась к виду

    Решение системы любые числа;

    rang A 2=2, dimM 2= 6 –2 = 4.

    Базис М 2: а 1, а 2, а 3, 2 а 4а 5+ а 6.

    rang A 3 =2, dimM 3 = 4 Þ М 2 = М 3= N 0.

    {q} Ì М 1 Ì М 2= N 0. dimM 1 = 3, dimM 2= 4.

    Базис М 1 достроим до базиса М 2.Добавим к базису М 1вектор а 1. Ранг матрицы

    составленной из коэффициентов векторов а 1, - а 1+ а 2, а 1 3, 2 а 4+ а 5а 6, равен 4.Следовательно, эти четыре вектора – базис М 2. Базис М 2получен из базиса М 1 добавлением вектора а 1, т.е. а 1 базис М 2относительно М 1. Вектор А (а 1) = а 1 –3 а 2–2 а 3Î М 1 можно включить в базис М 1 вместо вектора – а 1 2.

    Так как векторы а 1–3 а 2 –2 а 3, а 1+ а 3, 2 а 4+ а 5а 6 линейно независимы – ранг матрицы из их коэффициентов равен трем:

    Канонический базис N 0: e 1 = a 1,

    е 2 = A (a 1),

    е 3 = a 2a 1,

    е 4 = 2 a 4 + a 5 = a 6.

    Построим канонический базис подпространства N -1. Найдем базисы подпространств M i= Ker B iиз возрастающей цепочки

    {q}= M 0 Í M 1Í M 2= N -1; B =(A +e).

    Найдем абсолютный базис M1 = Ker B. Вектор хÎ Ker B Û

    Û B(x) = q Û BX = q, где X = (x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 ) T матрица-столбец координат вектора х. Запишем и решим систему BX = q,

    B =

    Решение системы: х 1 = 0,

    х 2 = 0,

    х 3 = 0,

    х 4 = 3 ,

    х 5 = 3 ,

    х 6 = -4 , a – любое число.

    Вектор 3 а 4+ 3 а 5 -4 а 6 – базис М 1.

    Найдем абсолютный базис M 2= KerB 2.Вектор х Î KerB 2 Û B 2(x)= q Û B 2 X = q, где X = (x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6)T матрица -столбец координат вектора х. Запишем и решим систему B 2 X = q,

    rang B 2= 4, dim M 2= 6 –4 = 2,

    Решение системы: х 1= 0,

    х 2= 0,

    х 3= 0,

    х 4= 3a +3b,

    х 5 = a,

    х 6 = 2b; a, b – любые числа;

    Векторы 3 а 4 + а 5, 3 а 4 +2 а 6 – базис М2.

    Так как кратность корня –1 равна двум, то {q} = M 0Ì M 1Ì M 2 = N -1.

    Найдем относительный базис M 1 относительно M 2. Так как ранг матрицы, составленной из координат векторов 3 а 4 + 3 а 5 - 4 а 6, 3 а 4 + 2 а 6, равен двум, то эти векторы линейно независимы в М 2, и мы заменим полученный базис на новый базис, состоящий из этих элементов. Следовательно, f 1 =3 а 4+2 a 6 базис M 1относительно M 2.Векторы f 1и В (f 1) базис башни.

    е 1 = а 1, B (e 1) а 1 –3 а 2 –2 а 3,

    e 2 = а 2 - а 1,

    e 3 = -2 а 4а 5 + а 6,

    f 1 = 3 а 4 +2 а 6,

    B (f 1) = 9 а 4 +9 а 5 –12 а 6 канонический базис.

    Матрица линейного оператора в этом базисе

    состоит из четырех клеток Жордана, две клетки второго порядка и две – первого.

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.