Base di uno spazio vettoriale?
Salve a tutti,
purtroppo sono una frana in matematica, devo risolvere un esercizio la cui consegna è "Trovare una base di R".
Non so da che parte cominciare...qualcuno può aiutarmi?
Grazie mille.
purtroppo sono una frana in matematica, devo risolvere un esercizio la cui consegna è "Trovare una base di R".
Non so da che parte cominciare...qualcuno può aiutarmi?
Grazie mille.
Risposte
Per definizione cerchi un sistema di generatori linearmente indipendenti in grado di generare l'intero spazio vettoriale (tecnicamente "Span").
Ora la tua richiesta è un po' generica senza i dati, ma supponiamo tu parta da un sistema di generatori (che è la situazione canonica nei corsi di algebra lineare... almeno a me a fisica capitava spesso):
Hai dunque un certo numero di vettori, poniamo siano "m"... ovvero hai v_1=coordinate, v_2=coordinate, ecc
Prendi i vettori e li disponi in colonna, v_1 a sinistra di v_2 a sinistra di v_3, ecc.
Ottieni una matrice nxm e la riduci a triangolare superiore con il criterio di Gauss. Fatto questo puoi subito stabilire il rango della matrice contando il numero dei pivot non-nulli (il numero degli elementi della diagonale principale che sono diversi da zero).
Non ti resta che prendere i relativi vettori (i vettori colonna che corrispondono a quei pivot non-nulli individuati a partire dalla matrice triagolare superiore determinata nel modo che ho descritto): il loro insieme forma la base e ne sei sicuro in virtù di particolari teoremi che non sto qui a enumerare.
In breve: l'unico passaggio tecnico sono i conti per trasformare la matrice dei coefficienti dei vettori colonna affiancati in triangolare superiore.
P.S.
Parlo impropriamente di matrice "triangolare superiore", perché ciò è vero solo se m=n, ovvero se la matrice dei coefficienti è quadrata... in caso contrario il nome giusto non è quello, ma devi comunque ottenere il massimo numero di "zeri" nell'angolo in basso a sinistra e considerare gli elementi della relativa diagonale che va da in alto a sinistra a in basso a destra (anche se non va da angolo ad angolo).
Ora la tua richiesta è un po' generica senza i dati, ma supponiamo tu parta da un sistema di generatori (che è la situazione canonica nei corsi di algebra lineare... almeno a me a fisica capitava spesso):
Hai dunque un certo numero di vettori, poniamo siano "m"... ovvero hai v_1=coordinate, v_2=coordinate, ecc
Prendi i vettori e li disponi in colonna, v_1 a sinistra di v_2 a sinistra di v_3, ecc.
Ottieni una matrice nxm e la riduci a triangolare superiore con il criterio di Gauss. Fatto questo puoi subito stabilire il rango della matrice contando il numero dei pivot non-nulli (il numero degli elementi della diagonale principale che sono diversi da zero).
Non ti resta che prendere i relativi vettori (i vettori colonna che corrispondono a quei pivot non-nulli individuati a partire dalla matrice triagolare superiore determinata nel modo che ho descritto): il loro insieme forma la base e ne sei sicuro in virtù di particolari teoremi che non sto qui a enumerare.
In breve: l'unico passaggio tecnico sono i conti per trasformare la matrice dei coefficienti dei vettori colonna affiancati in triangolare superiore.
P.S.
Parlo impropriamente di matrice "triangolare superiore", perché ciò è vero solo se m=n, ovvero se la matrice dei coefficienti è quadrata... in caso contrario il nome giusto non è quello, ma devi comunque ottenere il massimo numero di "zeri" nell'angolo in basso a sinistra e considerare gli elementi della relativa diagonale che va da in alto a sinistra a in basso a destra (anche se non va da angolo ad angolo).