Precisazione su endomorfismi.

BRN1
Ciao a tutti,
ho da chiedervi una precisazione sul seguente esercizio:



Bene, incomincio con il considerare i vettori:

$v_1=((1),(0),(0),(-1)); v_2=((0),(1),(0),(1));v_3=((1),(h-1),(0),(0));v_4=((1),(h+1),(0),(2))$

Però mi è stato detto che questo passaggio non posso farlo se prima non indico l'endomorfismo che prendo in considerazione. Ovvero? Cosa dovrei indicare prima?

Risposte
Magma1
Una tua idea? :roll:

BRN1
Mah... sinceramente non ho ben capito cosa devo specificare prima di quel passaggio. Forse che considero un'applicazione linerare $f:V rarr RR^4$ che manda una base di $V$ nello spazio $RR^4$?

Magma1
Ci sei quasi: ti serve un endomorfismo invertibile, ovvero un isomorfismo:

$f: RR^4->RR^4$ tale che

$alphaa+betab+gammac+deltad |-> ((alpha),(beta),(gamma),(delta)), qquad alpha,beta, gamma, delta in RR$

dove il vettore a codominio corrisponde al vettore delle componenti rispetto alla base $mathcalB={a,b,c,d}$:

$ [(v_i)]_B:=((alpha),(beta),(gamma),(delta))$

BRN1
Ok. Però, dopo questa precisazione, il passaggio successivo è ottenere questo:

$ v_1=((1),(0),(0),(-1)); v_2=((0),(1),(0),(1));v_3=((1),(h-1),(0),(0));v_4=((1),(h+1),(0),(2)) $

Giusto?

Magma1
Beh si; l'isomorfismo fa proprio quello: prende $v_1$ scritto come C.L. della base $mathcalB$ e manda le componenti in una quadrupla.

In linea generica, le componenti si determinano tramite la risoluzione di un sistema lineare:

$alpha ula+betaulb+gammaulc+deltauld=v_1=ula-uld$

In questo caso particolare le componenti sono evidenti a occhio; infatti si ha banalmente

${ (alpha=1 ),(beta=0 ),(gamma=0),(delta=-1):}$


quindi non faccio altro che incolonnare ordinatamente in un vettore di $RR^4$ i coefficienti della combinazione lineare:

$f: RR^4->RR^4$

$ula-uld|-> ((1),(0),(0),(-1))$


Non capisco perchè tanta preoccupazione: il procedimento è analogo al calcolo delle matrice del cambiamento di base $M_(BA)(Id)$ (con $mathcal(A,B)$ basi generiche) :roll:

BRN1
Nessuna preoccupazione, o meglio, non più ora! :)
Semplicemente mi era stata fatta una correzione su questo esercizio un po' troppo generica e quindi pensavo di aver tralasciato qualcosa di ben più articolato nella soluzione.

Grazie mille!

Bokonon
"BRN":

Bene, incomincio con il considerare i vettori:

$v_1=((1),(0),(0),(-1)); v_2=((0),(1),(0),(1));v_3=((1),(h-1),(0),(0));v_4=((1),(h+1),(0),(2))$

Non ti ha dato tre vettori specifici...ti ha dato una base generica.
La prima cosa da fare è vedere quale vettore v è comb. lineare di chi rispetto a quella base generica.
$v_1$ e $v_2$ sono chiaramente indipendenti (dimostrarlo è banale)
Poi ti chiedi $alphav_1+betav_2 = v_3$? E scoprirai che, per h=2, $v_3=v_1+v_2$

Adesso passi a chiederti se per $h!=2$ $alphav_1+betav_2+gammav_3 = v_4$?
Qua ti faccio qualche passaggio così vedi come si analizza in generale (valido anche per i due passi precedenti).
Sostituendo e raccogliendo otterrai l'identità $(alpha+gamma)a+(beta+(h-1)gamma)b+(beta-alpha)d=a+(h+1)b+2d$
Affinchè sia un'identità allora $ { ( alpha+gamma=1 ),( beta+(h-1)gamma=h+1 ),( beta-alpha=2 ):} $
Risolvi ed ottieni che, per $h!=2$, allora $2v_2+v_3=v_4$

Nel caso $h=2$ invece, dato che $v_3$ è comb. lineare di $v_1$ e $v_2$ allora devi usare solo quest'ultimi e verificare se $alphav_1+betav_2=a+3b+2d$ e scoprirai che è vero. Quindi il vettore $v_4$ è sempre combinazione lineare indipendentemente da h. In un caso è comb. lineare dei primi tre, nel secondo è comb, lineare dei primi due.

Riassumendo, per $h=2$ la base $V={v_1,v_2,v_3,v_4}$ ha dimensione 2 (solo i primi due vettori sono indipendenti).
Mentre per $h !=2$ la base $V={v_1,v_2,v_3,v_4}$ ha dimensione 3 (solo i primi tre vettori sono indipendenti).

Poi passi ad analizzare w nei due casi e usando solo i vettori indipendenti a scoprirai che w è comb. lineare solo per $h!=2$, ovvero dei primi tre vettori della base.

BRN1
Grazie Bokonon, con la tua spiegazione hai sostanzialmente confermato i miei risultati!
per il punto 1) avevo semplicemente studiato il rango della matrice composta dai vettori $v_1,v_2,v_3,v_4$ usando il metodo di eliminazione di Gauss e la posizione dei pivot, mentre per il punto 2) ho semplicemente studiato la risolubilità del sistema $av_1+bv_2+cv_3+dv_4=w$ calcolando il rango della matrice completa e della matrice incompleta, ottenendo che per $h!=2$ esistono $oo^1$ soluzioni.

Il mio problema nasceva dal fatto di non aver indicato l'endomorfismo di cui sopra e stando alla correzione fatta dal docente, sembrava che l'avessi sbagliato iteramente. Invece l'ho svolto correttamente, dimenticanza a parte...

Grazie a tutti e due!

Bokonon
"BRN":
Grazie Bokonon, con la tua spiegazione hai sostanzialmente confermato i miei risultati!
per il punto 1) avevo semplicemente studiato il rango della matrice composta dai vettori $v_1,v_2,v_3,v_4$ usando il metodo di eliminazione di Gauss e la posizione dei pivot, mentre per il punto 2) ho semplicemente studiato la risolubilità del sistema $av_1+bv_2+cv_3+dv_4=w$ calcolando il rango della matrice completa e della matrice incompleta, ottenendo che per $h!=2$ esistono $oo^1$ soluzioni.

Il mio problema nasceva dal fatto di non aver indicato l'endomorfismo di cui sopra e stando alla correzione fatta dal docente, sembrava che l'avessi sbagliato iteramente. Invece l'ho svolto correttamente, dimenticanza a parte...

Grazie a tutti e due!

Ma non dovevi usare una base costruita...potevi (e dovevi) farlo senza! Hai usato Gauss-Jordan e non avresti dovuto usarlo...

BRN1
Non ho capito...
Quale sarebbe la differenza tra i due metodi? Perchè non avrei dovuto usare Gauss?

Bokonon
"BRN":
Non ho capito...
Quale sarebbe la differenza tra i due metodi? Perchè non avrei dovuto usare Gauss?

Perchè ti aveva dato una base generica...astratta. Era un problema da risolvere usando solo il concetto di comb. lineare IMHO.

Magma1
@BRN: Il calcolo del rango della matrice contenente le componenti dei vettori rispetto alla base data è un buon procedimento. :smt023

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