wektory i wartości własne

Przestrzenie wektorowe, bazy, liniowa niezależność, macierze.... Formy kwadratowe, twierdzenia o klasyfikacji...
matematix
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 574
Rejestracja: 9 lip 2007, o 22:15
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 356 razy
Pomógł: 14 razy

wektory i wartości własne

Post autor: matematix »

Dane są macierze kwadratowe \(\displaystyle{ A}\) i \(\displaystyle{ B}\) rozmiaru \(\displaystyle{ 5x5}\) spełniające następujące warunki:
1) Wektor \(\displaystyle{ (1,10,100,1000,10000)}\) jest wektorem własnym macierzy \(\displaystyle{ A}\) odpowiadającym wartości własnej \(\displaystyle{ 1}\).
2) Wektor \(\displaystyle{ (0,1,2,3,4)}\) jest wektorem własnym macierzy \(\displaystyle{ A}\) odpowiadającym wartości własnej \(\displaystyle{ -1}\).
3) Wektor \(\displaystyle{ (1,11,102,1003,10004)}\) jest wektorem własnym macierzy \(\displaystyle{ B}\) odpowiadającym wartości własnej \(\displaystyle{ 1}\).
4) Wektor \(\displaystyle{ (1,9,98,997,9996)}\) jest wektorem własnym macierzy \(\displaystyle{ B}\) odpowiadającym wartości własnej \(\displaystyle{ 4}\).
Podać(wraz z uzasadnieniem poprawności) przykład niezerowego wektora własnego macierzy \(\displaystyle{ AB}\) i odpowiadającej mu wartości własnej.

Proszę o pomoc
Awatar użytkownika
Premislav
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 15687
Rejestracja: 17 sie 2012, o 13:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 196 razy
Pomógł: 5221 razy

wektory i wartości własne

Post autor: Premislav »

Wystarczy wykorzystać łączność mnożenia macierzy i pewne podstawowe fakty o wartościach oraz wektorach własnych. Oznaczmy \(\displaystyle{ u=(1,10,100,1000,10000), v=(0,1,2,3,4), w=(1,11,102,1003,10004),\\z=(1,9,98,997,9996)}\).
Wówczas:
\(\displaystyle{ Au=u, \ Av=-v, \ Bw=w, \ Bz=4z}\)
Ponadto zauważ, że mamy:
\(\displaystyle{ z+v=u, \ u+v=w}\)
I teraz trochę żmudnych rachunków:
\(\displaystyle{ AB w=A(Bw)=Aw=A(u+v)=Au+Av=u-v=z\\ABz=A(Bz)=A4z=4Az=4A(u-v)=4(u+v)=4w\\ABu=A(Bu)=A(Bw)-A(Bv)=Aw-A(Bv)=A(u+v)-A(Bv)=\\=u-v-A(Bv)=z-A(Bv)}\)
Zatem \(\displaystyle{ AB(u+v+w+z)=2z+4w=2z+2w+2(u+v)=2(u+v+w+z)}\)
Pewnie da się ładniej, ale nie widzę jak. To jest trochę na pałę liczone.
ODPOWIEDZ