Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
шпоргалки по математике.docx
Скачиваний:
8
Добавлен:
20.04.2019
Размер:
301.7 Кб
Скачать

Линейные операторы. Действия с лин. Операторами

Пусть и Y два линейных пространства. Оператор A, действующий из в Y, называется линейным оператором, если для любых двух элементов и v из X и любого числа α справедливо: A(v) = A() + A(v) ,  A(α·u) = α· A(u). Операторы и B, действующие из в называются равными, если A(x) = B(x) для всех x из X :

AX  Y,  BX  Y A = B  если  A(x) = B(x), ∀xX.

Действия с лин. операторамими. Операторы и B действуют из в .Оператор C, действующий из в Y, называется суммой операторов и B, если C(x) = A(x) + B(x) для всех x из X :AX  Y,  BX  Y C = A + B  если CX  Y, и  C(x) = A(x)+ B(x) , ∀xX.

Оператор действует из в . Оператор C, действующий из в Y, называется произведением оператора на число α, если C(x) = α·A(x) для всех x из X :AX  Y,   C = α·A если CX  Y, и  C(x) = α·A(x) , ∀xX.

Оператор действует из в Y, оператор B действует из Y в Z. Оператор C, действующий из вZ, называется произведением операторов и B, если C(x) = A(B(x) ) для всех x из X : AX  Y,  BYZ C = B·A если CX Z, и  C(x) = B(A(x)) , ∀xX.

Сумма A + B линейных операторов, произведение линейного оператора на число α·A и произведениеB·Aлинейных операторов — линейные операторы.

Базис и матрица линейного оператора Собственные значения и собственные векторы линейного оператора

Линейный оператор действует из n-мерного линейного пространства в m-мерное линейное пространство .В этих пространствах определены базисы e = {e1, ..., en} и f = {f1, ..., fm}. Пусть A(ei ) = a1i·f1 + a2i·f2 + ...+ ami·fm — разложение образа i-го базисного вектора базиса e пространства X по базису f пространства Y, i = 1, 2, ..., n.

Матрицей линейного оператора в базисах e, f называется матрица A, столбцами которой являются координаты образов базисных векторов базиса e в базисе f , A = {aij}{A(ej )i}:

A = . Собств. значения и собств. векторы линейного оператора.

Рассмотрим линейный оператор A, действующий в линейном пространстве Xy = A(x), ∀x ∈ Xy ∈ X. Число λ называется собственным значением оператора A, если существует такой ненулевой вектор x, что справедливо равенство A(x) = λ·x. Любой ненулевой вектор x ≠0, удовлетворяющий этому уравнению,называется собственным вектором оператора A, отвечающим собственному значению λ. A(x) = λ·xx ≠0x ∈ X.

Квадратичные формы. Матрица квадратичной формы. Пример.

Квадратичная форма переменных x1, x2,…, xn – функция f(x1, x2,…, xn) = = a11x12 + a12x1x2 +…+ a1nx1xn + a21x2x1 + a22x22 +…+ a2nx2xn +…+ an1xnx1 +an2xnx2+…+annxn2, aij - коэффициенты квадратичной формы.

Матрица A = называется матрицей квадратичной формы, а ее ранг - рангом квадратичной формы. Квадратичная форма наз. невырожденной, если det A 0.

Квадратичная форма называется канонической, если все aij = 0, i j, т. е.

f(x1, x2,…, xn) = = a11x12 + a22x22 +…+ annxn2

Пример 1. Найдем матрицу квадратичной формы

F = 2 x12 − 4 x1 x2 + x22 + 2 x1 x3 − x32. Решение. 1. Запишем квадратичную форму F в виде: F = 2 x12 − 2 x1 x2 − 2 x2 x1 + x22 + x1 x3 + x3 x1 − x32. 2. Матрица этой квадр-ой формы:

A =