Macierz Jordana (W tym Ker, Im, Dim), krok po kroku.

Przestrzenie wektorowe, bazy, liniowa niezależność, macierze.... Formy kwadratowe, twierdzenia o klasyfikacji...
Varimatras
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 31
Rejestracja: 18 paź 2012, o 21:06
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: BB
Podziękował: 2 razy

Macierz Jordana (W tym Ker, Im, Dim), krok po kroku.

Post autor: Varimatras »

Witam

Po kolei, dostałem zadanie od mojego wykładowcy z algebry z macierzy Jordana. Wpierw czytam teorie, którą raz lepiej rozumiem, raz gorzej. Najchętniej podałbym po prostu źródło do teorii ale wgryzłem się w forum i nie mogę, trudno. Próbuje przeanalizować inne zadanie (łatwiejsze) które jest w tej teorii. Oczywiście znaleźć macierz Jordana. Macierz jest następująca:

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}2&1&0\\0&2&0\\1&1&1\end{array}\right]}\)

Wyznaczyć wartości własne prosto \(\displaystyle{ \lambda_{1}=1}\) i \(\displaystyle{ \lambda_{2}=2}\). Tu zaczynają się problemy. W przykładzie pada taki wzór:

\(\displaystyle{ dimV_{\lambda_{1}}=dim\{ker(A-I)\}=3-dim\{Im(A-I)\}=3-rank\left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\0&1&0\\1&1&0\end{array}\right]=1}\)

Teraz tak, pierwsza sprawa to policzyć kernel'a tak więc poszperałem i zgodnie z tym co znalazłem powinno to wyglądać tak. Po odjęciu jednostkowej od A dostaje macierz w której 1 wiersz jest taki sam jak trzeci czyli ostatecznie mogę napisać taki układ równań.

\(\displaystyle{ \left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\0&1&0\\1&1&0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x_{1}\\x_{2}\\x_{3}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\0\\0\end{array}\right]}\)

Z tego wynika że mogę zapisać kernel jako \(\displaystyle{ ker(\varphi)=lin(0,0,1)}\)

Teraz seria pytań...

1)Czy ogólną metodą wyznaczenia jądra jest rozwiązanie układu równań gdzie pewne dane przyrównujemy do zera.
2)W jaki sposób wyznaczać \(\displaystyle{ dim}\) jeżeli rozwiązanie jest postaci \(\displaystyle{ lin}\). Wyznaczałem wymiar gdy miałem przykładowo zwykłą macierz, niestety nie rozumiem jeszcze tak do końca jak działa to \(\displaystyle{ lin}\).
3) Mam dużo zaległości więc powoli nadrabiam, nie zdążyłem jeszcze przerobić Im, oraz jego liczenia, jeśli jednak ktoś był na tyle uprzejmy aby w kilku słowach wyjaśnić o co biega. [Trzecie pytania zadaje z racji braku proporcji między czasem którym dysponuje a ilością zagadnień które muszę opracować. Jeżeli ktoś ma poczucie że bez wkładu proszę o coś, proszę o zwyczajne pominięcie pytania.]

Dalej...

Własność której treść pozwolę sobie skopiować:
Liczba klatek Jordana odpowiadających wartości własnej \(\displaystyle{ \lambda}\) jest równa
wymiarowi przestrzeni własnej macierzy A odpowiadającej tej wartości własnej (czyli
liczbie liniowo niezależnych wektorów własnych odpowiadających wartości własnej \(\displaystyle{ \lambda}\)). Suma stopni wszystkich tych klatek równa jest krotności wartości własnej \(\displaystyle{ \lambda}\) jako pierwiastka wielomianu charakterystycznego macierzy A.
Dalej fragment rozwiązania tego przykładowego zadania:
Na podstawie Własności 2, wartości własnej \(\displaystyle{ \lambda_{1}}\) = 1 odpowiada jedna klatka Jordana stopnia 1, wartości własnej \(\displaystyle{ \lambda_{2}}\) = 2 musi więc odpowiadać jedna klatka Jordana stopnia 2.
Pierwszą własność rozumiem, drugą nie czuje, język wydaje mi się zbyt zawiły, może dochodzi brak wiedzy że pewne rzeczy nazywają się tak a nie inaczej. Czy ktoś byłby w stanie mi to przełożyć na bardziej ludzki język, czy też może, że tak powiem, rozłożyć to zdanie i powiedzieć mi co do czego się odnosi.
asdfghjkll
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1
Rejestracja: 2 maja 2013, o 22:55
Płeć: Kobieta
Lokalizacja: wrocław

Macierz Jordana (W tym Ker, Im, Dim), krok po kroku.

Post autor: asdfghjkll »

Varimatras pisze: 1)Czy ogólną metodą wyznaczenia jądra jest rozwiązanie układu równań gdzie pewne dane przyrównujemy do zera.
jądro, to są takie wektory z przestrzeni przekształcenia liniowego, dla których wartość przekształcenia wynosi 0, czyli
\(\displaystyle{ KerT = \left\{ \vec{v} \in V: T\left( \vec{v} \right) = \vec{0} \right\}}\)
czyli tak, sprowadza się to do rozwiązania takiego układu równań.
Varimatras pisze: 2)W jaki sposób wyznaczać \(\displaystyle{ dim}\) jeżeli rozwiązanie jest postaci \(\displaystyle{ lin}\). Wyznaczałem wymiar gdy miałem przykładowo zwykłą macierz, niestety nie rozumiem jeszcze tak do końca jak działa to \(\displaystyle{ lin}\).
\(\displaystyle{ lin}\) to jest liniowa kombinacja wektorów, a wymiar \(\displaystyle{ lin}\) jest równy liczbie liniowo niezależnych wektorów, które zawiera (czyli takich których nie można otrzymać z podanych wektorów)
Varimatras
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 31
Rejestracja: 18 paź 2012, o 21:06
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: BB
Podziękował: 2 razy

Macierz Jordana (W tym Ker, Im, Dim), krok po kroku.

Post autor: Varimatras »

Dobrze, czyli jeśli dobrze rozumiem to \(\displaystyle{ dim\{lin(0,0,1)\}=2}\) bo wektorów liniowo niezależnych jest 2. Ale czy w takim razie \(\displaystyle{ dim \left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\0&1&0\\1&1&0\end{array}\right]=dim \{ker\left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\0&1&0\\1&1&0\end{array}\right]\}=2}\)

W sumie odnoszę wrażanie że nie ważne czy będzie ten kernel czy nie to wyjdzie to samo (dla każdego przypadku tego typu).

Co do wzoru, dane są tam podstawione, natomiast w przypadku ogólnym co znaczy ta 3.
\(\displaystyle{ dimV_{\lambda_{1}}=dim\{ker(A-I)\}=3-dim\{Im(A-I)\}=3-rank\left[\begin{array}{ccc}1&1&0\\0&1&0\\1&1&0\end{array}\right]=1}\)

Dalej, co znaczy to rank, szukałem na necie ale najczęściej wyświetla mi o rangach użytkowników itd, nic matematycznego.

Wciąż szukam odpowiedzi na ostatnie pytanie, wyznaczam wartości \(\displaystyle{ dimV_{\lambda_{1}},dimV_{\lambda_{2}}}\) jak mi to mówi o macierzy Jordana ?


EDIT:
Ps. Kurde, miałem napisać już popołudniu i nie kliknąłem wyślij :/
ODPOWIEDZ