Линейные преобразования унитарного пространства. Примеры преобразований. Сопряженное преобразование (30.1-30.12)
[12/67%]Пусть — базис в подпространстве . Координатные столбцы этих векторов в ортонормированном базисе пространства составляют матрицу . Написать в базисе е:
матрицу ортогонального проектирования на подпространство ,
матрицу отражения в подпространстве .
Пусть линейная оболочка векторов и . В ортонормированном базисе пространства даны координатные столбцы этих векторов. Написать в базисе матрицу ортогонального проектирования на подпространство и матрицу отражения в подпространстве :
;
;
.
Дан вектор , и подпространство задано уравнением . Найти образ вектора при отражении в , и выразить матрицу этого преобразования через координатный столбец а вектора в ортонормированном базисе.
В ортонормированном базисе дан координатньй столбец а вектора . Пусть — отражение в подпространстве , заданном уравнением . Выразить матрицу преобразования через а, если:
. .
. .
. .
Доказать, что в унитарном пространстве операция перехода к сопряженному преобразованию обладает следующими свойствами:
;
;
;
если имеет обратное, то также имеет обратное, и .
В ортонормированном базисе дана матрица линейного преобразования унитарного пространства. Найти матрицу сопряженного преобразования:
. .
. .
. .
Пусть — матрица линейного преобразования в базисе с матрицей Грама . Найти матрицу сопряженного преобразования:
. .
. .
. .
Пусть вектор является собственным для преобразования с собственным значением и собственным для с собственным значением . Доказать, что .
Доказать, что преобразование , сопряженное преобразованию с собственными значениями , имеет собственные значения .
Пусть подпространство инвариантно относительно преобразования . Доказать, что инвариантно относительно сопряженного преобразования .
Доказать, что множество значений линейного преобразования унитарного пространства совпадает с ортогональным дополнением ядра сопряженного преобразования .
Доказать, что теорема Фредгольма для комплексных систем линейных уравнений верна также и в следующей формулировке: система совместна тогда и только тогда, когда каждое решение системы линейных уравнений удовлетворяет равенству .
Доказать, что у каждого линейного преобразования унитарного пространства есть -мерное инвариантное подпространство. Верно ли это утверждение для комплексных линейных пространств?
Доказать, что для каждого линейного преобразования унитарного пространства найдется такой ортонормированный базис, в котором матрица преобразования верхняя треугольная.
В ортонормированном базисе дана матрица линейного преобразования . Найти матрицу перехода к ортонормированному базису, в котором имеет треугольную матрицу , и написать матрицу :