Esercizio su spplicazioni lineari ed endomorfismi

qwert90
Salve a tutti ilproblema è questo:

Sia $\varphi$ : $R^3$ ---> $R^3$ un'applicazione lineare cosi definita:

$\varphi$ ($x_1$,$x_2$,$x_3$) = (4$x_1$ + 3$x_2$, $x_1$ + 2$x_2$, 2$x_1$ - 6$x_2$ + (t+2)$x_3$)

1. scrivere la matrice associta a $\varphi$

2. determianre i valori di t per cui $\varphi$ è un isomorfismo

3. determinare nel caso in cui t = -2 , Ker$\varphi$ e Im$\varphi$

4. determinare sempre tenendo conto che t = -2 la controimmagine di ([1, 2, -1)]

5. studiare la diagonalizzabilità di $\varphi$ (al variare di t) e se possibile diagonalizzarla nel caso in cui t= 1.


Allora per quanto riguarda il primo punto la matrice associata é:

$((4,3,0),(1,2,0),(2,-6,t+2))$


Per quanto riguarda il secondo punto devo procedere ricordando che $\varphi$ è un isomorfismo se è invertibile . E' vero??
in tal caso facendo riferimento ala matrice devo ricordare che una matrice (quadrata in tal caso ) è invertibile se il suo determinante è non nullo.

il determiannte della matrice mi viene svolgendo tutti i calcoli: 5(t + 2)
che posto diverso da 0 mi da t$!=$ -2 . cioè per t $!=$ -2 tale endomorfismo è un isomorfismo.

Vi chiedo se ho fatto qualche errore. Se potete correggetemi.. vi ringrazio :D

ora il problema sorge CON IL PUNTO 3 E I RESTANTI...
POTRESTE DARMI UNA MANO A CAPIRE ...DANDOMI QUALCHE SUGGERIEMNTO O UN'IDEA...???
vI RINGRAZIO DI CUORE... è MOLTO IMPORTANTE ..TRA POCHI GIORNI C'HO L'ESAME... :D :D :D
GRAZIE ANCORA PER LA DISPONIBILITA'.

Risposte
qwert90
Nessuno può darmi una mano?? per piacere :roll: :roll: :roll:

ah ..al punto 4 ho sbagliato a scrivere... intendevo dire l'antiimmagine e non la controimmagine

misanino
I primi 2 punti sono corretti.
Ora per il 3° punto sostituisci -2 al posto di t e ottieni la matrice che chiamo A.
Ora per determinare Ker e Im devi fare la riduzione a gradini di tale matrice.

qwert90
per misanino
pongo t= -2 ed ottengo

$((4,3,0),(1,2,0),(2,-6,0))$

che ridotta a scalini diventa:

$((4,3,0),(0,5,0),(0,0,0))$

ed ora?
graize mille :D

misanino
"qwert90":
per misanino
pongo t= -2 ed ottengo

$((4,3,0),(1,2,0),(2,-6,0))$

che ridotta a scalini diventa:

$((4,3,0),(0,5,0),(0,0,0))$

ed ora?
graize mille :D


Ora vedi che c'è una riga nulla e quindi dim(ker)=1 e dim(Im)=2.
Per trovare una base dell'immagine guarda le colonne in cui ci sono i pivot (sai cosa sono vero?!)
La base di Im è data da queste colonne prese però dalla matrice di partenza (non ridotta a scalini).
Per trovare una base del Ker ti basta risolvere il sistema omogeneo abbinato alla matrice a scalini

qwert90
quindi una baase di Im è data da [(4, 1, 2), (3, 2, -6)]

vero??
e per il ker il sistema abbinato sarebbe

$\{(4x + 3y = 0),(5y = 0):}$

è questo vero??

e che risolto darebbe :

y= 0
e x=0
oppure mi sbaglio??

e quidni che conclusioni posso trarre?? quale è il ker??

grazie 1000 :D

misanino
"qwert90":
quindi una baase di Im è data da [(4, 1, 2), (3, 2, -6)]

vero??
e per il ker il sistema abbinato sarebbe

$\{(4x + 3y = 0),(5y = 0):}$

è questo vero??

e che risolto darebbe :

y= 0
e x=0
oppure mi sbaglio??

e quidni che conclusioni posso trarre?? quale è il ker??

grazie 1000 :D


Bene l'immagine.
bene anche il Ker er quindi ottieni $x=0$, $y=0$ mentre su z non hai alcuna limitazione.
perciò il Ker è dato dai vettori $(0,0,\alpha)$ con $\alpha\inRR$ e una base si ottiene ponendo ad esempio $\alpha=1$ e hai così $(0,0,1)$

qwert90
e scusami perchè dovrei porre z = alfa ?

misanino
"qwert90":
e scusami perchè dovrei porre z = alfa ?


Tu hai le incognite $x,y,z$.
Risolvi il sistema e hai che $x=0$, $y=0$.
Perciò z è qualsiasi e quindi devi imporre che z è qualsiasi e un modo di imporre che z è qualsiasi è dire che $z=\alpha$ dove $\alpha$ è un qualsiasi numero in $RR$.
Infatti avrai sempre dei parametri liberi quando determini il Ker (a meno che esso non sia 0) perchè se non è 0 deve avere dimensione almeno 1 e quindi deve avere almeno un parametro libero

qwert90
capito capito :D :D grazie 1000!

e per il putno 4... l'antiimmagine come la posso calcolare...non riesco...dovrei risolvere un sistema forse?? nn so... ho le idee poco chiare...
potresti aiutarmi??

grazie infinte per la tua disponibilità! :D

misanino
"qwert90":
capito capito :D :D grazie 1000!

e per il putno 4... l'antiimmagine come la posso calcolare...non riesco...dovrei risolvere un sistema forse?? nn so... ho le idee poco chiare...
potresti aiutarmi??

grazie infinte per la tua disponibilità! :D


Per il punto 4 prendi un generico vettore di $RR^3$ che chiamo $v=(x,y,z)$.
Ora imponi che $\Phi(x,y,z)=(1,2,-1)$ usando la definizione iniziale di $\Phi$ e risolvi il sistema che ne esce trovando x,y,z (può darsi che vengano anche qui dei parametri liberi poichè per t=-2 non hai un isomorfismo e quindi potresti avere tante controimmagini)

qwert90
cioè praticamente dovrei fare così:

$\{(4x + 3y = 1),(x + 2y = 2),(2x - 6y + t+2 = -1):}$

cosi si dovrebbe fare... ed ora io ho provato a risolverlo ma mi blocco...
ora dovre mettere tutto in una matrice?
e poi dovrei separare la matrice incompleta dei coefficienti delle incognite dalla colonna dei termini noti e poi riduco a scalini e devo vedere se il rango della matrice incompleta è diverso da quella completa??
io prima cosi ho provato a fare ma mi sn bloccato...
potresti seguirmi un pò passo passo... suggerendomi qlc idea?
ti ringrazio mille volte per la pazienza che hai :D :D :D

misanino
"qwert90":
cioè praticamente dovrei fare così:

$\{(4x + 3y = 1),(x + 2y = 2),(2x - 6y + t+2 = -1):}$

cosi si dovrebbe fare... ed ora io ho provato a risolverlo ma mi blocco...
ora dovre mettere tutto in una matrice?
e poi dovrei separare la matrice incompleta dei coefficienti delle incognite dalla colonna dei termini noti e poi riduco a scalini e devo vedere se il rango della matrice incompleta è diverso da quella completa??
io prima cosi ho provato a fare ma mi sn bloccato...
potresti seguirmi un pò passo passo... suggerendomi qlc idea?
ti ringrazio mille volte per la pazienza che hai :D :D :D


Guarda che devi considerare t=-2!!
E ti consiglio di risolverlo direttamente per sostituzione (ricordati che potrebbe uscire anche nessuna soluzione perchè, non essendo per t=-2 un isomorfismo, un certo vettore potrebbe anche non avere controimmagini)

qwert90
scusami il sistema è il segunete viene cosi poi
$\{(4x + 3y = 1),(x + 2y = 2),(2x - 6y = -1):}$

nel post precedente ho dimenticato di sostituire la t

misanino
Ora devo andar via.
Continuiamo stasera :-D

qwert90
in questo caso risolvendo per sostiutiozne mi verrebbe a meno che non abbia fatto errori di calcolo che non c'è nessuna soluzione... o sbaglio?

qwert90
ok a stasera

misanino
"qwert90":
scusami il sistema è il segunete viene cosi poi
$\{(4x + 3y = 1),(x + 2y = 2),(2x - 6y = -1):}$

nel post precedente ho dimenticato di sostituire la t


Hai il sistema
$\{(4x + 3y = 1),(x + 2y = 2),(2x - 6y = -1):}$
Dalla seconda ricavi $x=2-2y$
Sostituisci nelle altre 2 e ottieni
$\{(8-8y + 3y = 1),(4-4y - 6y = -1):}$
cioè
$\{(7-5y=0),(5-10y=0):}$
che è impossibile.
Perciò il punto (1,2,-1) non ha nessuna controimmagine (sempre che non ci sia qualche errore di calcolo nel sistema, che non ho controllato, ma in ogni caso il procedimento e il ragionamento è questo)

qwert90
okok grazie tante :D misanino.
per il putno 5 hai qualche suggerimento da darmi ??
grazie per la pazienza

qwert90
salve a tutti potreste darmi una grossa mano con il punto 5...???
è molto importante .. vi ringrazio di cuore !!!

grazie 1000 se potete aiutatemi.. :D

misanino
"qwert90":
salve a tutti potreste darmi una grossa mano con il punto 5...???
è molto importante .. vi ringrazio di cuore !!!

grazie 1000 se potete aiutatemi.. :D


Passiamo al punto 5.
Prima di tutto ti chiedo:
quando una matrice è diagonalizzabile?

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