Lineaire Algebra C 2WF09

Vergelijkbare documenten
Lineaire Algebra C 2WF09

Lineaire Algebra C 2WF09

Lineaire Algebra en Vectorcalculus 2DN60 College 5.a Basis en dimensie

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Tweede huiswerkopdracht Lineaire algebra 1 Uitwerking en opmerkingen

Coördinatiseringen. Definitie 1. Stel dat B = {b 1,..., b n } een basis is van een vectorruimte V en dat v V. iedere vector v V :

Lineaire afbeeldingen

College WisCKI. Albert Visser. 16 januari, Department of Philosophy, Faculty Humanities, Utrecht University. Loodrechte Projectie

Jordan normaalvorm. Hoofdstuk 7

Matrixalgebra (het rekenen met matrices)

WI1808TH1/CiTG - Lineaire algebra deel 1

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Lineaire Algebra Een Samenvatting

Lineaire Algebra voor ST

3 De duale vectorruimte

Lineaire afbeeldingen

Stelsels Vergelijkingen

Lineaire Algebra voor ST

ONBETWIST ONderwijs verbeteren met WISkunde Toetsen Voorbeeldtoetsen Lineaire Algebra Deliverable 3.10 Henk van der Kooij ONBETWIST Deliverable 3.

Lineaire Algebra voor ST

Geef niet alleen antwoorden, maar bewijs al je beweringen.

Lineaire Algebra voor ST

Lineaire Algebra voor ST

3 De duale vectorruimte

Hoofdstuk 9. Vectorruimten. 9.1 Scalairen

Lineaire Algebra voor ST

Tentamen Lineaire Algebra 1 (Wiskundigen)

Uitwerkingen Lineaire Algebra I (wiskundigen) 22 januari, 2015

TENTAMEN LINEAIRE ALGEBRA 2 dinsdag 3 april 2007,

Lineaire Algebra voor ST

Lineaire Algebra (2DD12)

Het karakteristieke polynoom

I.3 Functies. I.3.2 Voorbeeld. De afbeeldingen f: R R, x x 2 en g: R R, x x 2 zijn dus gelijk, ook al zijn ze gegeven door verschillende formules.

Vrije Universiteit Brussel Faculteit Ingenieurswetenschappen T ENE BRA S. Lineaire Algebra. Volume I. Philippe Cara

EXAMEN LINEAIRE ALGEBRA EN ANALYTISCHE MEETKUNDE I. 1. Theorie

Tentamen Lineaire Algebra B

Tentamen lineaire algebra voor BWI maandag 15 december 2008, uur.

Uitwerkingen tentamen lineaire algebra 2 13 januari 2017, 10:00 13:00

Uitwerkingen tentamen Lineaire Algebra 2 16 januari, en B =

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Unitaire en Hermitese transformaties

Vectorruimten en lineaire afbeeldingen tussen vectorruimten

Uitwerkingen tentamen Lineaire Algebra 2 16 januari, en B =

Geef niet alleen antwoorden, maar bewijs al je beweringen.

Vectorruimten en deelruimten

Aanvullingen bij Hoofdstuk 6

Lineaire algebra I (wiskundigen)

Eigenwaarden en Diagonaliseerbaarheid

Lineaire Algebra SUPPLEMENT I

De dimensie van een deelruimte

Geadjungeerde en normaliteit

Lineaire Algebra. Samenvatting. De Roover Robin

Hoofdstuk 1 : Vectoren (A5D)

Matrices en Stelsel Lineaire Vergelijkingen

SYLLABUS LINEAIRE ALGEBRA 2

Matrixoperaties. Definitie. Voorbeelden. Een matrix is een rechthoekig array van getallen, die kentallen of elementen heten.

Lineaire Algebra voor ST

Lineaire Algebra voor ST

Tentamen Lineaire Algebra 2

Gelijkvormigheid en de Jordan normaalvorm Aanvullende leerstof Lineaire Algebra C (2WF09)

WI1808TH1/CiTG - Lineaire algebra deel 1

Overzicht Fourier-theorie

Lineaire Algebra voor ST

De 15-stelling. Dennis Buijsman 23 augustus Begeleiding: S. R. Dahmen

Projectieve Meetkunde

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Bilineaire Vormen. Hoofdstuk 9

Vierde huiswerkopdracht Lineaire algebra 1

Lineaire Algebra voor ST

6. Lineaire operatoren

Lineaire Algebra. Bovendriehoeks- en onderdriehoeks vorm: onder (boven) elke leidende term staan enkel nullen

Lineaire Algebra voor ST

Dimensie van een deelruimte en rang van een matrix

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE Afdeling Kwantitatieve Economie

Lineaire Algebra 2. Faculteit Wiskunde en Informatica Technische Universiteit Eindhoven

Hoofdstuk 1. Inleiding. Lichamen

Eindtermen Lineaire Algebra voor E vor VKO (2DE01)

Voortgezette Lineaire Algebra. Prof. dr. J. van Mill Dr. F. van Schagen

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Tentamen lineaire algebra 2 18 januari 2019, 10:00 13:00 Uitwerkingen (schets)

4 Positieve en niet-negatieve lineaire algebra

Ingela Mennema. Roosters. Bachelorscriptie. Scriptiebegeleider: Dr. R.M. van Luijk en H.D. Visse MSc. Datum Bachelorexamen: 28 juni 2016

Vragen, samenvattingen en uitwerkingen Lineaire algebra 1 - UvA

Uitwerking Proeftentamen Lineaire Algebra 1, najaar y y = 2x. P x. L(P ) y = x. 2/3 1/3 en L wordt t.o.v de standaardbasis gegeven door

De Grassmann-variëteit

Hints en antwoorden bij de vragen van de cursus Lineaire Algebra en Meetkunde

Lineaire Algebra voor ST

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Ter Leering ende Vermaeck

Je hebt twee uur de tijd voor het oplossen van de vraagstukken. µkw uitwerkingen. 12 juni 2015

HERTENTAMEN WISKUNDIGE BEELDVERWERKINGSTECHNIEKEN

EXAMENVRAGEN RUIMTEMEETKUNDE I (niet-analytische meetkunde)

Voortgezette Lineaire Algebra. Prof. dr. J. van Mill Dr. F. van Schagen Revisie , JS

Anton-Rorres Anton-Rorres

Lineaire Algebra TW1205TI. I.A.M. Goddijn, Faculteit EWI 12 februari 2014

Oefensommen tentamen Lineaire algebra 2 - december A =

PROEFEXAMEN LINEAIRE ALGEBRA dinsdag 22 november 2016

2. Transformaties en matrices

Discrete Wiskunde 2WC15, Lente Jan Draisma

Tentamen lineaire algebra voor BWI dinsdag 17 februari 2009, uur.

Transcriptie:

Lineaire Algebra C 2WF09 College: Instructie: L. Habets HG 8.09, Tel. 4230, Email: l.c.g.j.m.habets@tue.nl H.A. Wilbrink HG 9.49, Tel. 2783, E-mail: h.a.wilbrink@tue.nl http://www.win.tue.nl/wsk/onderwijs/2wf09 1

Dimensie van L(V, W ) Lemma: Zij V en W vectorruimten over F, met dim(v ) = n. Zij x 1,..., x n een basis van V, en w 1,..., w n vectoren in W. Dan bestaat er een unieke lineaire afbeelding T : V W zó dat T x i = w i, voor i = 1,..., n. Stelling: Als V en W eindig-dimensionale vectorruimten zijn, dan is ook L(V, W ) eindig-dimensionaal, en er geldt dim L(V, W ) = (dim V ) (dim W ). 2

Gevolg: Zij V en W vectorruimten, en veronderstel dat V eindig-dimensionaal is. Zij M een lineaire deelruimte van V, en T 0 : M W een lineaire afbeelding van M naar W. Dan kan T 0 uitgebreid worden tot een lineaire afbeelding T : V W zó dat x M : T x = T 0 x. Gevolg: Zij V een eindig-dimensionale vectorruimte, en S L(V ). Veronderstel dat alle lineaire afbeeldingen T L(V ) commuteren met S, d.w.z. ST = T S voor alle T L(V ). Dan is er een c F zó dat S = c I. 3

Duale ruimte Definitie: Voor een vectorruimte V over het lichaam F wordt de ruimte L(V, F) van lineaire functionalen op V de duale ruimte van V genoemd. Notatie: V. Lemma: Als V een eindig-dimensionale ruimte is, dan is ook de duale ruimte V eindig-dimensionaal, en er geldt dim V = dim V. 4

Duale basis Zij V een n-dimensionale vectorruimte over F met als basis x 1,..., x n. Dan bestaan er functionalen f 1,..., f n V zó dat f i (x j ) = δ ij, (i, j = 1,..., n). De functionalen f 1,..., f n vormen een basis van de duale ruimte V. Deze basis heet de duale basis t.o.v. de basis x 1,..., x n van V. 5

Duale afbeelding Als T : V W een lineaire afbeelding is, dan is voor elke functionaal g op W, de samenstelling g T een lineaire functionaal op V. De afbeelding T : W V gedefinieerd door T (g) = g T, is lineair en heet de duale afbeelding of getransponeerde van T. Lemma: Als T : V W een lineaire afbeelding is, dan geldt ker(t ) = {g W w im(t ) : g(w) = 0}. (in woorden: g is 0 op im(t )). 6

Annihilator Definitie: Als M een lineaire deelruimte is van de vectorruimte V, dan is de annihilator van M de deelverzameling van V, bestaande uit alle lineaire functionalen f met de eigenschap dat f(x) = 0 voor alle x M. Oftewel: M = {f V x M : f(x) = 0}. M is een lineaire deelruimte van V, ker(t ) = (im T ). Stelling: Als V een eindig-dimensionale vectorruimte is, en M is een lineaire deelruimte van V, met annihilator M, dan geldt dim M = dim V dim M. 7

Stelling: Als V en W eindig-dimensionale vectorruimten zijn, en T : V W is een lineaire afbeelding, dan hebben T en T dezelfde rang. N.B. De nulliteiten van T en T zijn niet noodzakelijkerwijs aan elkaar gelijk. Gevolg: Voor een lineaire afbeelding T : V W tussen twee eindig-dimensionale vectorruimten V en W geldt (i) T is surjectief T is injectief, (ii) T is injectief T is surjectief. 8

Matrices V : n-dimensionale vectorruimte over F, met basis {x 1,..., x n }, W : m-dimensionale vectorruimte over F, met basis {y 1,..., y m }, T : V W lineaire afbeelding. Voor alle j {1,..., n} zijn er getallen α ij F, (i = 1,..., m), zó dat T x j = m α ij y i. i=1 9

Coëfficiënten α ij, (i {1,..., m}, j {1,..., n}) representeren de afbeelding T t.o.v. de gekozen bases in V en W. α 11 α 1n A = (α ij ) =.. α m1 α mn heet de matrix van T t.o.v. de bases {x 1,..., x n } van V, en {y 1,..., y m } van W. 10

Alternatieve definitie: Zij F een lichaam. Een m n matrix over F is een afbeelding A van de verzameling {1,..., m} {1,..., n} naar F: A : (i, j) α ij F, i = 1,..., m; j = 1,..., n De volgende (suggestieve) schrijfwijze wordt veel meer gebruikt: α 11 α 1n A = (α ij ) =.. α m1 α mn 11

De α ij F heten de elementen van de matrix A. Hierbij is i de rij-index, en j de kolom-index. ) (α i1 α in F n, i = 1,..., m is de i-de rij van A. α 1j. α mj F m, j = 1,..., n is de j-de kolom van A. Een 1 n matrix heet ook wel een rij-vector en een m 1 matrix heet ook wel een kolom-vector. 12

De verzameling m n matrices geven we aan met M m,n (F). Als m = n schrijven we M n (F) M m,n (F) heeft een vectorruimte-structuur (over F): Voor A, B M m,n (F) en α, β F is αa + βb M m,n (F) gedefinieerd door (αa + βb)(i, j) = αa(i, j) + βb(i, j) De nulvector in M m,n (F) is de nulvector O gedefinieerd door: O(i, j) = 0, i = 1,..., m; j = 1,..., n 13

Zij T : V W een lineaire afbeelding van de n-dimensionale vectorruimte V naar de m-dimensionale vectorruimte W. Zij x 1,..., x n een basis van V en y 1,..., y m en basis voor W. Voor iedere j {1,..., n} zijn er getallen α ij F, (i = 1,..., m), zó dat T x j = m α ij y i. i=1 De m n matrix (α ij ) heet de matrix van T t.o.v. de bases x 1,..., x n en y 1,..., y m. Matrix afhankelijk van basis en volgorde basisvectoren, Speciaal geval: W = V met basis x 1,..., x n. 14

Identiteitsafbeelding I : V V. Zij x 1,..., x n een basis van V. Dan geldt Ix j = n δ ij x i. i=1 Dus t.o.v. iedere basis van V is de matrix van de identiteitsafbeelding I(i, j) = δ ij, i, j = 1,..., n. 15

Stelling: Zij A = (α ij ) een m n matrix over F, en zij V een n-dimensionale- en W een m-dimensionale vectorruimte over F. Dan bestaat er voor iedere keuze van bases in V en W een unieke lineaire afbeelding T : V W, zó dat de matrix van T ten opzichte van de gekozen bases gelijk is aan A. 16

Stelling: Zij V en W eindig-dimensionale vectorruimten over F, en veronderstel dat voor zowel V als W een vaste basiskeuze is gedaan. Voor elke lineaire afbeelding T : V W, wordt met M T de matrix van T aangeduid, t.o.v. de gekozen bases. Dan is de afbeelding T M T een bijectieve lineaire afbeelding van L(V, W ) naar M m,n (F) met m = dim W en n = dim V. 17

Matrixproduct: Laat A M m,k (F) en B M k,n (F). Dan is AB M m,n (F) gedefinieerd door: (AB)(i, j) = k A(i, l)b(l, j) l=1 18

Stelling: Zij U, V, W eindig-dimensionale vectorruimten over F, en zij T : U V en S : V W lineaire afbeeldingen, met samengestelde afbeelding S T : U W. Kies bases in elk van de ruimten U, V, W, en zij M T, M S, en M S T de matrices van de afbeeldingen S, T, en S T ten opzichte van deze bases. Dan geldt: M S T = M S M T. 19

Eigenschappen matrixproduct: A(B + C) = AB + AC, (A + B)C = AC + BC, (AB)C = A(BC), AI = A en IA = A, A0 = 0 en 0A = 0. 20

Stelling: M n (F) is een algebra met eenheidselement I. Zij V een n-dimensionale vectorruimte over F met basis x 1,..., x n. Dan is de afbeelding T M T een bijectief algebra isomorfisme van L(V ) naar M n (F) M T 1 = M 1 T, M T n = (M T ) n. 21

Zij p : F F een polynoom, p(t) = α 0 + α 1 t + + α n t n, t F Dan is voor iedere A M n (F), p(a) M n (F) gedefinieerd door: p(a) = α 0 I + α 1 A + + α n A n Opmerking: als p = q + r dan geldt p(a) = q(a) + r(a) en als p = qr dan geldt p(a) = q(a)r(a). 22