Harj. 5 AV

15.10.02  HA

Alustukset

>    restart:

Warning, the name changecoords has been redefined

>    with(linalg):
with(LinearAlgebra):

Warning, the protected names norm and trace have been redefined and unprotected

Warning, the assigned name GramSchmidt now has a global binding

>    alias(rref=ReducedRowEchelonForm): alias(Diag=DiagonalMatrix):alias(ref=GaussianElimination):  # "row echelon form"
alias(Det=Determinant,Id=IdentityMatrix):

1.

>    A:=<<2,0,0>|<0,1,1>|<0,1,1>>;

A := Matrix(%id = 138335548)

>    M:=A-lambda*Id(3);

M := -lambda*Matrix(%id = 134877284)+Matrix(%id = 138335548)

>    p:=det(M);

p := (-lambda+2)*(lambda^2-2*lambda)

>    factor(p);

-(lambda-2)^2*lambda

                                        lambda[1] = 0 , lambda[2] = 2 , lambda[3] = 2

Ominaisvektorit:

Ominaiarvoa lambda[1] = 0  vastaava ominaisavaruus on sama kuin A:n nolla-avaruus N(A). Koska alg. kl =1, on geometrisen kl:n oltava myös 1.

>    ref(A);

Matrix(%id = 136669700)

>    x3:=t: x2:=-t: x1:=0:

>    v0:=subs(t=1,<x1,x2,x3>); # Tässä ominaisavaruuden kanta.

v0 := Vector(%id = 134754100)

Kaksinkertaista ominaisarvoa lambda = 2  vastaava ominaisavaruus:

>    M2:=subs(lambda=2,M);

M2 := -2*Matrix(%id = 134877284)+Matrix(%id = 138335548)

>    ref(M2);

Matrix(%id = 138344764)

>    x3:=s: x1:=t: x2:=x3:

>    v21:=subs(s=0,t=1,<x1,x2,x3>);

v21 := Vector(%id = 134771892)

>    v22:=subs(s=1,t=0,<x1,x2,x3>);

v22 := Vector(%id = 134780308)

Tässä siis ominaisarvoon 2 liittyvän ominaisavaruuden kanta. M[a](2) = 2 ,   m[g](2) = 2  .

4.

Kyllä on. Ominaisrvon 3 algebrallinen kartaluku on 2  ( dim(E[A](3) = 2)  , tehtäväpaperissa on tässä painovirhe )

Tämä siksi, että geometrinen ei voi olla algebrallista suurempi, eikä toisaalta algebrallinen voi olla kahta suremopi, kosska 4. asteen karakterisitisessa polynomissa on tekijöinä  lisäksi

( (lambda-5)(lambda-3) .

Koska yhdessä ominaisavaruudess on 2 LRT vektoria ja kehdessa muussa 1 ja eri ominaisavaruuksiin kuuluvat ovat LRT, on LRT ominaisvektoreita 4. Siis matriisi diagonalisoituu-.

5.

>    A:=<<-2,-1>|<12,5>>;

A := Matrix(%id = 138352844)

>    (oa,ov):=Eigenvectors(A);

oa, ov := Vector(%id = 134585372), Matrix(%id = 135842308)

>    Lambda:=Diag(oa);

Lambda := Matrix(%id = 135239172)

>    VI:=ov^(-1);

VI := Matrix(%id = 138364780)

>    ov.Diag([1,2^k]).VI;

Matrix(%id = 134991860)

>   

6.

>    A:=<<1,1>|<-2,3>>;

A := Matrix(%id = 138370956)

>    Eigenvectors(A);

Vector(%id = 134764864), Matrix(%id = 135096592)