Matrici Diagonalizzabili.

Bad90
Scusate ma ho un dubbio.......
Chiedo a voi qualche attimo di chiarezza :roll:

Se io ho una matrice in $R^3$, sto ricavando i suoi autovalori, e mi rendo conto che il polinomio caratteristico mi da tre autovalori tutti e tre diversi uno dall'altro e quindi con molteplicità algebrica 1 per ogni autovalore, perchè si può dire che la matrice è diagonalizzabile????

Risposte
Bad90
Ho una domanda che mi vien posta da un quesito e che sinceramente non riesco a capire come rispondere perfettamente.... :roll:


Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .

Bene, e come faccio a dimostrare che $0$ è autovalore per la matrice $A$ ???

Quello che riesco a dire io è che se sto trattando un autovalore, vorra dire che ho un endomorfismo semplice, e se ho un endomorfismo semplice, so che la matrice $A$ deve essere invertibile, e per far si che la matrice $A$ sia invertibile, devo avere che il $detA!=0$, e per questo vedo che senza considerare nessun endomorfismo e quindi senza fare calcoli, ho che il $detA=0$, perciò la matrice non è invertibile e di conseguenza non è un endomorfismo semplice!

Voi cosa rispondereste alla domanda che mi viene posta???

Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .

:?: :?: :?: :?: :?:

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":
Ho una domanda che mi vien posta da un quesito e che sinceramente non riesco a capire come rispondere perfettamente.... :roll:
Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .
Bene, e come faccio a dimostrare che $0$ è autovalore per la matrice $A$ ???
Quello che riesco a dire io è che se sto trattando un autovalore, vorra dire che ho un endomorfismo semplice, e se ho un endomorfismo semplice, so che la matrice $A$ deve essere invertibile, e per far si che la matrice $A$ sia invertibile, devo avere che il $detA!=0$, e per questo vedo che senza considerare nessun endomorfismo e quindi senza fare calcoli, ho che il $detA=0$, perciò la matrice non è invertibile e di conseguenza non è un endomorfismo semplice!
Voi cosa rispondereste alla domanda che mi viene posta???
Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .
:?: :?: :?: :?: :?:
chi sono gli autovalori di una matrice, aldilà se ad essa è associato un endomorfismo? :roll:

Saluti

Bad90
"garnak.olegovitc":
@Bad90,[quote="Bad90"]Ho una domanda che mi vien posta da un quesito e che sinceramente non riesco a capire come rispondere perfettamente.... :roll:
Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .
Bene, e come faccio a dimostrare che $0$ è autovalore per la matrice $A$ ???
Quello che riesco a dire io è che se sto trattando un autovalore, vorra dire che ho un endomorfismo semplice, e se ho un endomorfismo semplice, so che la matrice $A$ deve essere invertibile, e per far si che la matrice $A$ sia invertibile, devo avere che il $detA!=0$, e per questo vedo che senza considerare nessun endomorfismo e quindi senza fare calcoli, ho che il $detA=0$, perciò la matrice non è invertibile e di conseguenza non è un endomorfismo semplice!
Voi cosa rispondereste alla domanda che mi viene posta???
Dimostrare che $0$ e autovalore per la matrice \( A=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) .
:?: :?: :?: :?: :?:
chi sono gli autovalori di una matrice, aldilà se ad essa è associato un endomorfismo? :roll:

Saluti[/quote]

"vict85":
Gli autovalori sono definiti come i valori del campo K che "fissano" l'endomorfismo tra due spazi vettoriali. Gli autovettori sono le direzioni invarianti dell'endomorfismo (che possono essere viste come trasformazioni dello spazio). Le matrici sono isomorfe all'insieme delle trasformazioni di un campo vettoriale, che in parole più semplici vuol dire che ogni matrice corrisponde a una trasformazione e viceversa.
Per esempio in una rotazione in 3d l'asse di rotazione è un autovettore della trasformazione con autovalore 1.


Sai, non riesco tanto ad immaginare cosa siano, potresti aiutarmi a capire bene ??

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":

Sai, non riesco tanto ad immaginare cosa siano, potresti aiutarmi a capire bene ??

sono le radici nel campo \(\mathbf{K} \) del polinomio caratteristico della matrice a scalari in \( \mathbf{K} \). Cioè se hai una matrice \( A \in \mathfrak{M}_{m,m}(\mathbf{K})\) allora il polinomio caratteristico di \( A \) è $$\det(A-x\cdot \Bbb{I}_m)$$ le sue radici, nonchè autovalori di \( A \), sono gli elementi dell'insieme $$\{x \in \mathbf{K}|\det(A-x\cdot \Bbb{I}_m)=0\}$$ Considerando il tuo esempio, hai la matrice $$\mathfrak{M}_{2,2}(\Bbb{R})\ni A:=\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix}$$ la matrice \(A-x\cdot \Bbb{I}_2\) è $$\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix} - x \begin{Vmatrix}
1&0 \\
0&1
\end{Vmatrix}=\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix} - \begin{Vmatrix}
x&0 \\
0&x
\end{Vmatrix}=\begin{Vmatrix}
1-x&1 \\
1&1 -x
\end{Vmatrix}=:B$$ ed il polinomio caratteristico è $$\det(B)=(1-x)^2-1=1+x^2-2x-1=x^2-2x=x(x-2)$$ gli autovalori di \( A \) sono invece gli elementi delll'insieme $$\{x \in \Bbb{R}|x(x-2)=0\}$$ ora \(0\) è, secondo te, autovalore di \( A \)? Se si perchè? Se no perchè? Ti basta verificare la condizione di appartenenza all'insieme :roll: etc etc

Saluti

Bad90
"garnak.olegovitc":
@Bad90,
[quote="Bad90"]
Sai, non riesco tanto ad immaginare cosa siano, potresti aiutarmi a capire bene ??

sono le radici nel campo \(\mathbf{K} \) del polinomio caratteristico della matrice a scalari in \( \mathbf{K} \). Cioè se hai una matrice \( A \in \mathfrak{M}_{m,m}(\mathbf{K})\) allora il polinomio caratteristico di \( A \) è $$\det(A-x\cdot \Bbb{I}_m)$$ le sue radici, nonchè autovalori di \( A \), sono gli elementi dell'insieme $$\{x \in \mathbf{K}|\det(A-x\cdot \Bbb{I}_m)=0\}$$ Considerando il tuo esempio, hai la matrice $$\mathfrak{M}_{2,2}(\Bbb{R})\ni A:=\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix}$$ la matrice \(A-x\cdot \Bbb{I}_2\) è $$\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix} - x \begin{Vmatrix}
1&0 \\
0&1
\end{Vmatrix}=\begin{Vmatrix}
1&1 \\
1&1
\end{Vmatrix} - \begin{Vmatrix}
x&0 \\
0&x
\end{Vmatrix}=\begin{Vmatrix}
1-x&1 \\
1&1 -x
\end{Vmatrix}=:B$$ ed il polinomio caratteristico è $$\det(B)=(1-x)^2-1=1+x^2-2x-1=x^2-2x=x(x-2)$$ gli autovalori di \( A \) sono invece gli elementi delll'insieme $$\{x \in \Bbb{R}|x(x-2)=0\}$$ ora \(0\) è, secondo te, autovalore di \( A \)? Se si perchè? Se no perchè? Ti basta verificare la condizione di appartenenza all'insieme :roll: etc etc

Saluti[/quote]

Così, su due piedi dico che $x=0$ e quindi ho il primo autovalore che è $0$, mentre l'altro è $x=2$ e quindi il secondo autovalore che è $2$!

:-k :-k :-k :-k :-k :-k :-k :-k :-k :-k

garnak.olegovitc1
@Bad90,
esattamente! ;-)
Saluti

@Bad90,
"Bad90":

Se io ho una matrice in $R^3$
cosa sarebbe di preciso? :?
"Bad90":
il polinomio caratteristico mi da tre autovalori tutti e tre diversi uno dall'altro e quindi con molteplicità algebrica 1 per ogni autovalore, perchè si può dire che la matrice è diagonalizzabile????
può ragionare per analogia con gli endomorfismi, in particolare la matriche che tu hai è diagonalizzabile se l'endomorfismo ad essa associato è semplice, ovvero se, non erro, oltre ad avere tre autovalori distinti a due a due e tutti nel campo, la molteplictà algebrica e geometrica di ogni autovalore sono uguali! Dopo aver verificato quanto ho detto puoi dire che l'endomorfismo è semplice ergo la matrice è diagonalizzabile...
Saluti

Bad90
Vorrei chiedere a voi qualche chiarimento in merito al seguente esercizio:



Vorrei capire una cosa.......

- Non capisco cosa voglia dire $M_2(R)$?
Io vedendo la matrice penso che voglia dire che sia $V$ in $R^(2,2)$ , voi pensate la stessa cosa???

- Non capisco per quale motivo il testo va a considerare una base in $R^4$?
Se la matrice che rappresenta i $A$ è una $2 xx 2$, io considererei una base canonica di $R^2$, voi fareste lo stesso????

- Non capisco che cavolo di giro fa per la soluzione, io in due passaggi ho ottenuto i miei autovalori, considerando il polinomio caratteristico $det(A - lambdaI)=0$ , mentre lui fa un giro assurdo, peerchèèè????

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":

- Non capisco cosa voglia dire $M_2(R)$?
Io vedendo la matrice penso che voglia dire che sia $V$ in $R^(2,2)$ , voi pensate la stessa cosa???
non direi, \( \mathcal{M}_2(\Bbb{R}):=\mathcal{M}_{2,2}(\Bbb{R})\) è l'insieme delle matrici quadrate di ordine \( 2 \) a valori in \( \Bbb{R}\)
"Bad90":

- Non capisco che cavolo di giro fa per la soluzione, io in due passaggi ho ottenuto i miei autovalori, considerando il polinomio caratteristico $det(A - lambdaI)=0$ , mentre lui fa un giro assurdo, peerchèèè????
scrivi come hai fatto almeno!
"Bad90":
Non capisco per quale motivo il testo va a considerare una base in $R^4$?
Se la matrice che rappresenta i $A$ è una $2 xx 2$, io considererei una base canonica di $R^2$, voi fareste lo stesso????
questa proprio non la capisco, non mi sembra prende la base canonica di \( \Bbb{R}^4\) ma di \( \mathcal{M}_2(\Bbb{R})\)
Saluti

Bad90
Scusate, ma se io ho la seguente matrice:

\( H=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} \)

Ho fatto la sua inversa ed ho ottenuto:

\( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & 1/2 \end{pmatrix} \)

Perchè Matlab mi dice che deve essere \( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & -1/2 \end{pmatrix} \) :?: :?:

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":
Scusate, ma se io ho la seguente matrice:

\( H=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} \)

Ho fatto la sua inversa ed ho ottenuto:

\( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & 1/2 \end{pmatrix} \)

Perchè Matlab mi dice che deve essere \( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & -1/2 \end{pmatrix} \) :?: :?:

come hai verificato che la tua matrice calcolata è veramente l'inversa di \(H \)? :roll: Se fai il prodotto noterai che MATLAB ha ragione da vendere!.. :wink: Piuttosto avrai sbagliato qualche calcolo per determinare \(H^{-1}\)..

Saluti

Bad90
"garnak.olegovitc":
@Bad90,
[quote="Bad90"]Scusate, ma se io ho la seguente matrice:

\( H=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} \)

Ho fatto la sua inversa ed ho ottenuto:

\( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & 1/2 \end{pmatrix} \)

Perchè Matlab mi dice che deve essere \( H=\begin{pmatrix} 1/2 & 1/2 \\ 1/2 & -1/2 \end{pmatrix} \) :?: :?:

come hai verificato che la tua matrice calcolata è veramente l'inversa di \(H \)? :roll: Se fai il prodotto noterai che MATLAB ha ragione da vendere!.. :wink: Piuttosto avrai sbagliato qualche calcolo per determinare \(H^{-1}\)..

Saluti[/quote]
Allora posto i miei calcoli e poi tu mi dirai dove sto sbagliando :smt023

Il determinante della matrice è \( detH=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} = -2 \) perciò, nell'inversa sarà che $-1/2$ moltiplicherà la matrice inversa.

Calcolo i complementi algebrici:

$h_(1,1)= 1*(-1)^(1+1) |-1| = -1$
$h_(1,2)= 1*(-1)^(1+2) |1| = -1$
$h_(2,1)= 1*(-1)^(2+1) |1| = -1$
$h_(2,2)= -1*(-1)^(2+2) |1| = -1$

Adesso so che:

$ H^(-1) = -1/2( ( h_(1,1) , h_(2,1) ),( h_(1,2) , h_(2,2) ) ) $

E quindi posso scrivere che:

$ H^(-1) = -1/2( ( -1 , -1 ),( -1 , -1 ) ) $

$ H^(-1) = 1/2( ( 1 , 1 ),( 1 , 1 ) ) $

Dove sto sbagliando???

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":

Allora posto i miei calcoli e poi tu mi dirai dove sto sbagliando :smt023
Il determinante della matrice è \( detH=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} = -2 \) perciò, nell'inversa sarà che $-1/2$ moltiplicherà la matrice inversa.
Calcolo i complementi algebrici:
$h_(1,1)= 1*(-1)^(1+1) |-1| = -1$
$h_(1,2)= 1*(-1)^(1+2) |1| = -1$
$h_(2,1)= 1*(-1)^(2+1) |1| = -1$
$h_(2,2)= -1*(-1)^(2+2) |1| = -1$
Adesso so che:
$ H^(-1) = -1/2( ( h_(1,1) , h_(2,1) ),( h_(1,2) , h_(2,2) ) ) $
E quindi posso scrivere che:
$ H^(-1) = -1/2( ( -1 , -1 ),( -1 , -1 ) ) $
$ H^(-1) = 1/2( ( 1 , 1 ),( 1 , 1 ) ) $
Dove sto sbagliando???

il cofattore che io indico con \( \Delta_{2,2}(H)\), e per te è \(h_{2,2}\), non è \(-1\) ma \(\Delta_{2,2}(H)=1\). Certi errori dovresti riuscire a individuarli da solo! :wink: Sai cosa è il cofattore?
Saluti

Bad90
"garnak.olegovitc":
@Bad90,[quote="Bad90"]
Allora posto i miei calcoli e poi tu mi dirai dove sto sbagliando :smt023
Il determinante della matrice è \( detH=\begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} = -2 \) perciò, nell'inversa sarà che $-1/2$ moltiplicherà la matrice inversa.
Calcolo i complementi algebrici:
$h_(1,1)= 1*(-1)^(1+1) |-1| = -1$
$h_(1,2)= 1*(-1)^(1+2) |1| = -1$
$h_(2,1)= 1*(-1)^(2+1) |1| = -1$
$h_(2,2)= -1*(-1)^(2+2) |1| = -1$
Adesso so che:
$ H^(-1) = -1/2( ( h_(1,1) , h_(2,1) ),( h_(1,2) , h_(2,2) ) ) $
E quindi posso scrivere che:
$ H^(-1) = -1/2( ( -1 , -1 ),( -1 , -1 ) ) $
$ H^(-1) = 1/2( ( 1 , 1 ),( 1 , 1 ) ) $
Dove sto sbagliando???

il cofattore che io indico con \( \Delta_{2,2}(H)\) e per te è \(h_{2,2}\) non è \(-1\) ma \(\Delta_{2,2}(H)=1\). Certi errori dovresti riuscire a individuarli da solo! :wink: Sai cosa è il cofattore?
Saluti[/quote]
Garnak, ti ringrazio, ma quello che mi hai detto è ciò che è oggetto del mio problema di calcolo!
Forse non avrai compreso che io ho chiesto aiuto proprio per capire dove sto sbagliando???

Puoi farmi vedere come faresti tu?

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":

Garnak, ti ringrazio, ma quello che mi hai detto è ciò che è oggetto del mio problema di calcolo!
Forse non avrai compreso che io ho chiesto aiuto proprio per capire dove sto sbagliando???
Puoi farmi vedere come faresti tu?
ragioniamo con il tuo esempio, dalla teoria sai che \(H^{-1}\) è \(\displaystyle \frac{1}{\det(H)}\cdot (\mathrm{cof}(H))^t \).. bhè \( \det(H)=-2\), la matrice dei cofattori, \(\mathrm{cof}(H)\) è, in questo caso, una matrice di \( \mathcal{M}_{2,2}(\Bbb{R})\) tale che $$\mathrm{cof}(H)=\begin{Vmatrix}
-1^{1+1}\det(||-1||)&-1^{1+2}\det(||1||) \\
-1^{2+1}\det(||1||) & -1^{2+2}\det(||1||)
\end{Vmatrix}=
\begin{Vmatrix}
-1&-1 \\
-1& 1
\end{Vmatrix}$$ ovviamente $$(\mathrm{cof}(H))^t =\begin{Vmatrix}
-1&-1 \\
-1& 1
\end{Vmatrix}$$ ergo $$H^{-1}=\displaystyle \frac{1}{\det(H)}\cdot (\mathrm{cof}(H))^t =\displaystyle \frac{1}{-2}\cdot \begin{Vmatrix}
-1&-1 \\
-1& 1
\end{Vmatrix}=\begin{Vmatrix}
\frac{1}{2}&\frac{1}{2} \\
\frac{1}{2}& \frac{1}{-2}
\end{Vmatrix}$$.. a te la verifica se hai voglia! :wink:
Saluti

Bad90
Ti ringrazio! :smt023

Mi sei stato di aiuto veramente :smt023

garnak.olegovitc1
figurati, ciao!

Bad90
Ho un piccolo dubbio..................

Ma perchè se una funzione $f$ è una trasformazione ortogonale, allora la $f$ è una isometria????

Io so che una isometria è una trasformazione che conserva le distanze tra due punti, un po come in un corpo rigido, solo che non riesco a capire il collegamento in questo caso???????????????????

garnak.olegovitc1
@Bad90,
prima di andare avanti, sai la definizione di trasformazione ortogonale? :)
Saluti

Bad90
"garnak.olegovitc":
@Bad90,
prima di andare avanti, sai la definizione di trasformazione ortogonale? :)
Saluti

No, puoi spiegarmela tu??? :?:

Ti ringrazio

garnak.olegovitc1
@Bad90,
"Bad90":

Ti ringrazio

data una applicazione bilineare simmetrica definita positiva \( g:V^2 \to \Bbb{R}^1\), allora un qualsiasi \( f \in \operatorname{End}_\Bbb{R}(V)\) tale che $$ g((f(x),f(y)))=g((x,y)), \;\forall (x,y) \in V^2$$ è trasformazione ortogonale..

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