Инвариантные подпространства
[43/0%]Пусть и — подпространство .
Докажите, что если , то инвариантно относительно .
Докажите, что если range , то инвариантно относительно .
Пусть и — подпространства , инвариантные относительно . Докажите, что инвариантно относительно .
Пусть . Докажите, что пересечение любого набора подпространств , инвариантных относительно , инвариантно относительно .
Докажите или приведите контрпример: если конечномерно и — подпространство , инвариантное относительно каждого оператора на , то или .
Пусть определён равенством . Найдите собственные значения .
Определим равенством . Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Определим равенством . Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Пусть таков, что . Докажите, что если — собственное значение , то или .
Определим равенством . Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Определим равенством для всех . Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Пусть конечномерно, и . Докажите, что существует , такое что обратим для всех , таких что .
Пусть , где и — ненулевые подпространства . Определим равенством для каждого и каждого . Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Пусть . Пусть обратим.
Докажите, что и имеют одни и те же собственные значения.
Какова связь между собственными векторами и собственными векторами ?
Приведите пример оператора на , не имеющего (вещественных) собственных значений.
Пусть конечномерно, и . Покажите, что является собственным значением тогда и только тогда, когда является собственным значением двойственного оператора .
Пусть — базис и . Докажите, что если — собственное значение , то
где обозначает элемент в строке , столбце матрицы относительно базиса .
См. упражнение 19 раздела 6A для другой оценки .
Пусть и . Докажите, что является собственным значением тогда и только тогда, когда является собственным значением комплексификации .
Комплексификация была определена в упражнении 33 раздела 3B: пусть — вещественное векторное пространство и ; комплексификация определяется как для всех , где — комплексификация из упражнения 8 раздела 1B.
Пусть и . Докажите, что является собственным значением комплексификации тогда и только тогда, когда является собственным значением .
Комплексификация была определена в задаче 33 раздела 3B: пусть — вещественное векторное пространство и ; комплексификация определяется как для всех , где — комплексификация из задачи 8 раздела 1B.
Покажите, что оператор прямого сдвига , определённый равенством
не имеет собственных значений.
Определим оператор обратного сдвига равенством
Покажите, что каждый элемент является собственным значением .
Найдите все собственные векторы .
Пусть обратим.
Пусть , причём . Докажите, что является собственным значением тогда и только тогда, когда является собственным значением .
Докажите, что и имеют одни и те же собственные векторы.
Пусть и существуют ненулевые векторы и в , такие что
Докажите, что или является собственным значением .
Пусть конечномерно и . Докажите, что и имеют одни и те же собственные значения.
Пусть — матрица размера -на- с элементами из . Определим равенством , где элементы рассматриваются как столбцы размера -на-.
Пусть сумма элементов в каждой строке равна . Докажите, что является собственным значением .
Пусть сумма элементов в каждом столбце равна . Докажите, что является собственным значением .
Пусть и — собственные векторы , такие что также является собственным вектором . Докажите, что и — собственные векторы , соответствующие одному и тому же собственному значению.
Пусть таков, что каждый ненулевой вектор в является собственным вектором . Докажите, что является скалярным кратным тождественного оператора.
Пусть конечномерно и . Пусть таков, что каждое подпространство размерности инвариантно относительно . Докажите, что является скалярным кратным тождественного оператора.
Пусть конечномерно и . Докажите, что имеет не более range различных собственных значений.
Пусть и и — собственные значения . Докажите, что существует , такой что .
Пусть и . Пусть — собственное значение . Докажите, что , или , или .
Приведите пример , такого что .
Пусть не имеет собственных значений и . Докажите, что .
Пусть и — натуральное число.
Докажите, что инъективен тогда и только тогда, когда инъективен.
Докажите, что сюръективен тогда и только тогда, когда сюръективен.
Пусть конечномерно и . Докажите, что список линейно независим тогда и только тогда, когда существует , такой что — собственные векторы , соответствующие различным собственным значениям.
Пусть — список различных вещественных чисел. Докажите, что список линейно независим в векторном пространстве вещественнозначных функций на .
Пусть — список различных положительных чисел. Докажите, что список линейно независим в векторном пространстве вещественнозначных функций на .
Пусть конечномерно и . Определим равенством
для каждого . Докажите, что множество собственных значений совпадает с множеством собственных значений .
Пусть конечномерно, и — подпространство , инвариантное относительно . Фактор-оператор определяется равенством
для каждого .
Покажите, что определение корректно (что требует использования условия инвариантности относительно ), и покажите, что является оператором на .
Покажите, что каждое собственное значение является собственным значением .
Пусть конечномерно и . Докажите, что имеет собственное значение тогда и только тогда, когда существует подпространство размерности , инвариантное относительно .
Пусть и обратим. Пусть — многочлен. Докажите, что
Пусть и — подпространство , инвариантное относительно . Докажите, что инвариантно относительно для каждого многочлена .
Определим равенством .
Найдите все собственные значения и собственные векторы .
Найдите все подпространства , инвариантные относительно .
Пусть конечномерно, и . Докажите, что .