Applicazione lineare... non è banale :)

Tyler Leon1
Ciao a tutti, ho 3 vettori, v1=(1,1,1); v2=(1,0,-1) e v3=(0,1,0) e ho un'applicazione lineare f : R^3----->R^3 così definita:
f(v1)=2v1, f(v2)=-v2, f(v3)=(0,0,0)

Come faccio a determinare f^-1(1,2,0)? Sarebbe l'inversa in (1,2,0) ma non ho trovato le formule :)

Risposte
Paolo902
Ciao.

1. Per le formule ti basta metterle tra due simboli di dollaro, così \$ "formula" \$

2. Quanto al problema, dai che non è difficile... Guarda te lo riformulo in questo modo: cerca tutti i vettori $X$ di $RR^3$ tali che $f(x)=(1,2,0)$. (rispetto alla base canonica)
Sai scrivere la matrice associata a un endomorfismo rispetto a una base? Chiamala $A$: una volta che l'hai è un giochetto... Tu stai cercando gli $X$ tali che $AX=...$ (occhio!)

:wink:

P.S. Attenzione alla base usata.

Tyler Leon1
mmm... beh la matrice A immagino si ottenga con le immagini diciamo dei vettori v1, v2, v3... cioè A = $((2,2,2),(1,0,-1),(0,1,0))$... però non ci metterei la mano sul fuoco... dopodichè devo trovare gli X tali che AX = (1,2,0)? ma ho l'impressione di fare casino

Paolo902
Alt!

Scusa la domanda, ma sai di che cosa stiamo parlando? Sai che cos'è un'applicazione lineare? E come si costruisce la matrice ad essa associata?

:wink:

Tyler Leon1
Io sapevo che la matrice associata ad un'applicazione lineare si ottiene prendendo le coordinate dell'immagine di un dato vettore rispetto ad una base, tipo quella canonica

Tyler Leon1
Dovrei ottenere tipo la matrice $((2,0,0),(0,-1,0),(0,0,0))$ ma non so :)

Paolo902
"Tyler Leon":
Io sapevo che la matrice associata ad un'applicazione lineare si ottiene prendendo le coordinate dell'immagine di un dato vettore rispetto ad una base, tipo quella canonica


[-( [-(

Dunque, facciamo un po' di ordine.

Prendi un'applicazione lineare $f: V_n to W_m$ (intendendo che $"dim"V_n=n$ e $"dim"W_m=m$: sono entrambi finitamente generati).

Esiste un teorema (fondamentale) che ti dice, in sostanza: dare $f$ vuol dire dare le immagini dei vettori di una base di $V$.
In altre parole, questo potentissimo teorema ti dice che per definire $f$ (che agisce, bada bene su infiniti elementi!) ti basta definire come agisce sui vettori di una base dello spazio.

Ad esempio, prendi $RR^3$, $RR^4$; per definire un'applicazione lineare $f: RR^3 to RR^4$ ti basta dare le immagini dei vettori di una base di $RR^3$, ad esempio quella canonica. Cioè, se tu mi dici chi sono (in $RR^4$) $f(1,0,0)$, $f(0,1,0)$ e $f(0,0,1)$ io ti posso trovare l'immagine mediante $f$ di ogni vettore di $RR^3$. Ok fin qui?

Se hai capito fin qui, allora sei pronto a fare il passo successivo: la matrice associata a un'applicazione lineare si ottiene mettendo in colonna le immagini dei vettori di una base del dominio ($V$).

Mi fermo un attimo per darti modo di riflettere bene su quanto scritto: se hai capito ciò che ti ho raccontato, prova a:

1. vedere se i tre vettori che ti vengono dati ($v_1$, $v_2$, $v_3$) formano una base di $RR^3$;
2. in caso affermativo, scrivere la matrice associata a $f$ rispetto a questa base ($v_1$, $v_2$, $v_3$).

Se ci sono dubbi o problemi, sono qui.

:wink:

Tyler Leon1
Ok bene, allora, quei 3 vettori sono linearmente indipendenti, quindi suppongo formino una base (di autovettori?)... Una sua matrice canonica allora dovrebbe essere $((2,0,0),(0,-1,0),(0,0,0))$... ho capito bene?

Paolo902
"Tyler Leon":
Ok bene, allora, quei 3 vettori sono linearmente indipendenti, quindi suppongo formino una base (di autovettori?)... Una sua matrice canonica allora dovrebbe essere $((2,0,0),(0,-1,0),(0,0,0))$... ho capito bene?


Sì, bene, bravo. Non si chiama matrice "canonica", ma va be', non importa.

Allora la matrice che hai trovato è $((2,0,0),(0,-1,0),(0,0,0))$.

Se già a buon punto: adesso dovresti riuscire a esprimere il vettore $(1,2,0)$ (di cui cerchi la\le controimmagini) rispetto alla nuova base (quella di autovettori, per intenderci). Sei capace?

Tyler Leon1
Non proprio, temo di fare casino...

scarface_90
sto seguendo anche io questo esercizio e ho problemi...

Dunque i 3 vettori sono una base di R^3? Secondo me si in quanto sono indipendenti

Per la seconda domanda non so come fare ma ho delle idee...

1) mi scrivo i vettori $ (v1),(v2),v3) $ come vettori della base canonica ossia
$ v1=e1+e2+e3
$v2=e1-e3$
$v3=e2$ ma poi che ci faccio? Niente...

Per calcolare l'immagine inversa penso basti fare Ax=b dove b è il vettore (1,2,0)...Ma non so trovare A...
Sono 4 giorni che sto sui cambiamenti di base e non riesco ancora a capirli...non so che fare e su cosa studiare...

Tyler Leon1
La tua idea in effetti l'ho avuta anch'io...arrivato a esprimerli come vettori della base canonica non so come utilizzarli...

scarface_90
Come avete fatto a calcolare la matrice A? Penso si chiami matrice della trasformazione...

Cioè basta vedere $f(v1), f(v2), f(v3)$ per calcolarsela? Allora i vettori $(v1) (v2) (v3)$ a che servono?

A sto punto è facile farlo basta mettere Ax=b

dove A è la matrice che hai trovato, x siccome è in R^3 sono i vettori $x1,x2,x3$ e b è il vettore colonna $(1,2,0)$
e viene
$ x1=1/2 $
$x2=-2 $
$x3=0 $
che messi in colonna sono il vettore immagine inversa

Io lo avrei fatto cosi, ma il fatto di trovare A in quel modo mi stupisce...Cioè v1,v2,v3 allora a che servono?

Paolo902
No, fermi.
$A$ è la matrice associata all'endomorfismo.

Adesso, se date retta a me, quella lì non la toccate: piuttosto, scrivete le componenti del vettore $(1,2,0)$ rispetto alla nuova base.

Per fare questo è opportuno ricorrere alle equazioni del cambiamento di base $X=PX'$ dove $X$ è il vettore nella vecchia base, $X'$ in quella nuova e $P$ la matrice del cambiamento di base: quest'ultima si ottiene mettendo in colonna (di nuovo) le componenti delle nuova base rispetto a quella vecchia.

scarface_90
...scusate cancellate questo mio intervento che ho scritto dopo...

Tyler Leon1
Non abbiamo trovato una sola base finora?

scarface_90
La formula del cambiamento di base che ho già studiato è:

$x1=(CT)x1'$ dove CT è la trasposta di C

scarface_90
"Paolo90":

Se già a buon punto: adesso dovresti riuscire a esprimere il vettore $(1,2,0)$ (di cui cerchi la\le controimmagini) rispetto alla nuova base (quella di autovettori, per intenderci). Sei capace?


Secondo me le componenti del vettore $(1,2,0)$ rispetto alla nuova base sono
$x1=1/2$
$x2=-2$
$x3=0$

Tyler Leon1
Si le ho trovate anch'io :) ma sarà così?

scarface_90
penso di si...ma ora che ci facciamo? :-D :-D :-D
Tu hai qualche idea? I vettori v1, v2, v3 ancora non li abbiamo mai usati...

Tyler Leon1
Se provassimo a fare $1/2$ $v1$ -2 $v3$ +0$v4$? Le provo tutte XD

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