2007-07-24

線性代數問題

問題一 :
(證明)A:nxn,A:可逆<=>adj(A):可逆
如果只看(<=),我這樣的證明ok媽???
因為A*adj(A)=det(A)I (把det(A)除過去)
所以A*(adj(A)/det(A))=I ----(1)
因為adj(A)可逆,所以adj(A)為nxn矩陣,且A也會是nxn的矩陣
且由(1)得知A具有右反
根據之前有個定理
A:nxn,且具右反
=>A為可逆

問題二 :
欲證明S為V的子空間,只需要證明S包含於V,且S不為空集合,且aV+bU屬於S(a,b屬於F,V,U屬於S)
我的問題就是說,欲使S不為空集合,是不是一定要找"單位元素"屬於S(不然單位元素不會繼承下來吧)
還有,反元素性質不用証,為啥會自動成立(是繼承的關係嗎?)

問題三 : 請問老師上課的一題範例
3.3生成與線性獨立
(90台大)M1=[1 0 ,M2=[1 0 ,M3=[0 1
------------0 1]-------0 -1]------1 0]
W={A:2x2 / transpose(A)=A} (W為收集所有2x2,symmetric矩陣)
證:W=span{M1,M2,M3}
pf:
對所有A=[a b 屬於W,存在(a+b)/2,(a-b)/2,b 屬於F,
---------b d]
使得
A=[a b =((a+b)/2)M1 + ((a-b)/2)M2 + bM3
---b d]
以上是老師寫的證明,我的問題是,這樣的證明,不是只有證明W包含於span{M1,M2,M3}
,應該還要再證明span{M1,M2,M3}包含於W吧,還是我觀念錯了???

10 則留言:

Janja 提到...

第三題的"-"只是要對齊,對了好久,呼@@

Rex 提到...

不確定對不對,先說說我對第二題的想法是:
首先子空間證明步驟是:
1.0屬W、W不為空集合且W包含於V
2.封閉性
反元素的性質,為何可繼承?
因為封閉性這個條件其實很強
我的想法是,你證明子空間會證明封閉性
有了封閉性,W若有向量v
W也會有負v向量,否則違反封閉性
(考慮R2中純量取-1)

至於單位元素0向量我覺得封閉性好像也可以包含到,我想可能要看純量佈於什麼體
例如R2空間的單位元素(0,0)
依據封閉性只要純量取0,(0,0)屬於W
這段我不是很確定
我想只是證明的時候,單位元素包含於W比較容易觀察到,這樣證W不是空集合比較方便

Rex 提到...

第一題,我考試的時候應該也會這麼證
唯一會讓我有疑慮的是
det(A)可以除的過去嗎
我知道A可逆的話,保證det(A)不為0
但印象中沒有adj(A)可逆保證det(A)不為0
不過這項性質應該可以推導出來吧
請高手們賜教了

Rex 提到...

第三題
生成集中的向量都是對稱矩陣
所以顯然(trivial)生成集生成的東西也一定都是對稱矩陣包含於W
所以,span{M1,M2,M3}包含於W這邊的證明,可以學老師寫個OK
對不起,這題我是亂掰的

Janja 提到...

我想我第一個問題證法應該是錯的...Rex你說的對det(A)不能除過去...會出問題!!

第二個問題我也知道了,因為v向量和-v向量都屬於S,也屬於V(向量空間)中,既然屬於V中v向量加上(-v)向量會等於0向量,所以v的反元素及是(-v),又因為v+(-v)要屬於S中,所以單位元素自然就會包進來了。

第三個問題我有去證,反方向也OK,我的問題是,考試應該兩邊都要寫吧!!

Janja 提到...

最後感謝你的解答...感恩@@

Janja 提到...

打錯...第一題的證明應該在第二章第四節

黃子嘉 提到...

1. 我們要證的事實是A可逆, 所以目前的已知並沒有det(A) != 0的結果, 不可以把
det(A)移過去
2. 如果是在談定理的部份, 我上課只是強調在交換性、結合性、分配性的部份會繼承下來, 至於單位元素及反元素也會繼承下來, 這部份是群的概念, 我上課有稍微提一下, 嚴格證明要看書上, 如果是在談這個定理怎用, 那就只要證他不是空集合即可, 找一個元素屬於他就可以了
3. 你的觀念並沒有錯, 這樣寫只證了一邊的包含, 你如果仔細看書就會發現我寫的比上課還多, 不過我上這一段時, 重點不在此, 導太多數學反正會造成偏移主題太多, 其實另一邊的包含只要交待一下即可, 算是比較trivial

亞森 提到...

第一題:想法如下
(<=):
因為A:n*n
=>A * adj(A)= adj(A) * A=det(A)* I且adj(A):n*n
若det(A)不為0則A*adj(A)/det(A)=I
=>A可逆
若det(A)為0則A*adj(A)=0
因為adj(A)可逆
=>A=0 →←

Janja 提到...

亞森說的沒錯,不過只需證明det(A)為0的狀況下即可,因為det(A)不為零的話,就得證證拉