VII.2

Линейные преобразования евклидовых пространств

[11/100%]
Показать
LaTeX
Задача VII.2.1

В базисе ee с матрицей Грама Γ\Gamma преобразование A\mathrm{A} имеет матрицу AA.

?
(а)

Найдите матрицу сопряженного преобразования. Найдите собственные подпространства

(б)

преобразования A

(в)

преобразования A∗\mathrm{A}^{*}

A=∥−1−234∥,Γ=∥1112∥. A=\left\| \begin{array}{rr} -1 & -2 \\ 3 & 4 \end{array}\right\| , \quad \Gamma =\left\| \begin{array}{ll} 1 & 1 \\ 1 & 2 \end{array}\right\| .
Задача VII.2.2

Пусть преобразование А вещественного линейного пространства L\mathcal{L} в некотором базисе e имеет симметричную матрицу. Докажите, что оно диагонализуемо.

?
Задача VII.2.3

Найдите все линейные преобразования, которые являются как ортогональными, так и самосопряженными.

?
Задача VII.2.4

Сколько существует ортонормированных базисов из собственных векторов данного самосопряженного преобразования nn-мерного пространства, если у его характеристического многочлена

?
(а)

нет кратных корней

(б)

есть кратные

корни? Возможен ли неортогональный базис из собственных векторов самосопряженного преобразования?

Задача VII.2.5

Найдите матрицу перехода SκS \kappa ортонормированному базису из собственных векторов преобразования, заданного в ортонормированном базисе матрицей AA, и напишите матрицу A′A^{\prime } преобразования в найденном базисе,

A=∥211121112∥. A=\left\| \begin{array}{lll} 2 & 1 & 1 \\ 1 & 2 & 1 \\ 1 & 1 & 2 \end{array}\right\| .
?
Задача VII.2.6

Ортогональное преобразование, заданное матрицей

∥000−1100001000010∥ \left\| \begin{array}{rrrr} 0 & 0 & 0 & -1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}\right\|

в ортонормированном базисе, разложите в произведение двух вращений во взаимно перпендикулярных двумерных подпространствах.

?
Задача VII.2.7

Найдите сингулярное разложение матрицы

A=∥210822201∥. A=\left\| \begin{array}{lll} 2 & 1 & 0 \\ 8 & 2 & 2 \\ 2 & 0 & 1 \end{array}\right\| .
?
Задача VII.2.8

Получите полярное разложение преобразования, заданного в ортонормированном базисе матрицей

?
(а)

A=∥0100∥A=\left\| \begin{array}{ll}0 & 1 \\ 0 & 0\end{array}\right\|

(б)

B=∥2102∥B=\left\| \begin{array}{cc}\sqrt{2} & 1 \\ 0 & \sqrt{2}\end{array}\right\|.

Задача VII.2.9

Какие сингулярные числа у квадратной матрицы AA порядка nn, если Rg⁡A=1\operatorname {Rg} A=1 ?

?
Задача VII.2.10

Пусть α,β\alpha , \beta и γ\gamma — максимальные сингулярные числа квадратных матриц, A,BA, B и ABA B соответственно. Докажите, что γ⩽αβ\gamma \leqslant \alpha \beta.

?
Задача VII.2.11

Докажите, что все корни характеристического многочлена ортогонального преобразования по модулю равны единице.

?