Cambiamento di base
Siano date in $V = RR^3$ la base canonica $E = {e_1 , e_2 , e_3}$ e la base $B = {b_1 = e_1 + e_2 , b_2 = e_2 + e_3 , b_3 = e_1}$. Siano inoltre dati:
- il funzionale $f : V → RR$ che nelle basi B di V e 1 di $RR$ si rappresenta tramite la matrice $A=(1, −1, 0)$;
- l’operatore F : V → V che nella base B (in partenza e in arrivo) si rappresenta tramite la matrice $ M=( ( 1 , 0 , 0 ),( 0 , 1 , 0 ),( 0 , 1 , 1 ) ) $
Determinare:
1. la matrice rappresentativa di f nelle basi E di V e 1 di $RR$;
2. la matrice rappresentativa di F nella base E (in partenza e in arrivo).
Per il punto 1, ho risolto i sistemi $x*b_1 + y*b_2 +z*b_3 = e_i$ con $i=1,2,3$. Riducendo con Gauss e risolvendo i sistemi ottengo che le coordinate dei vettori rispetto alla base B sono:
$e_1 = (0,0,1); e_2 = (1,0,-1); e_3 = (-1,1,1)$
Calcolo poi le immagini di questi vettori tramite A, cioè $f(e_i)= A * e_i$ queste le esprimo in coordinate rispetto a 1 (moltiplico per 1) ed ottengo la matrice rappresentativa cercata.
Per il punto 2, ho proceduto come nel punto 1 (ottenendo le stesse coordinate di prima) però invece che esprimere i coefficienti rispetto ad 1 li ho espressi rispetto alla base B. quindi per esempio nel caso di $e_2$ ho fatto:
$F(e_2)= M* e_2= (1,0,-1)= 1*b_1+ 0*b_2+(-1)*b_3= (0,1,0)$ ottenendo poi la matrice cercata.
Quando invece studio il problema applicando la matrice di cambiamento di base ottengo matrici rappresentative diverse. In questo caso mi sono mosso nel seguente modo:
1. la matrice rappresentativa cercata (che chiamo A’) vale $A’ = D^(-1) A C$ dove C è la matrice che effettua il passaggio dalla base B a quella canonica (ottenuta disponendo per colonne i vettori della base B espressi rispetto alla base canonica, cioè gli stessi vettori) mentre D quella che passa da 1 ad 1 (ovvero 1). svolgendo i calcoli però la matrice che ottengo adesso non è uguale a quella di prima
2. qui $M’= C^(-1) M C$ dove C è la matrice che passa dalla base B a quella canonica (ottenuta disponendo per colonne i vettori di B) mentre $C^(-1)$ è l’inversa di C. anche qui però il risultato non coincide con la matrice ottenuta precedentemente.
Quale dei due procedimenti ho sbagliato? oppure sono sbagliati entrambi?
Risposte
Per quanto riguarda la matrice rappresentativa di F nella base E:
$F_E=((1,0,1),(1,1,0),(0,1,0))((1,0,0),(0,1,0),(0,1,1))((1,0,1),(1,1,0),(0,1,0))^(-1)$
$F_E=((1,0,1),(1,1,0),(0,1,0))((1,0,0),(0,1,0),(0,1,1))((1,0,1),(1,1,0),(0,1,0))^(-1)$