2013-01-10

http://i.imgur.com/DS706.png
想請問9.和10.
直覺是cayley-hamilton,但是不知道該如何下手
感謝。

6 則留言:

線代離散助教(wynne) 提到...

9. 假設f(x) = (x^3 + x + 1), g(x) = x^2 - x - 1
因為f(A) = 0, 這題我的想法是找h1(x), h2(x)使得
h1(x)*f(x) + h2(x)*g(x) = 1
=> h2(A)*g(A) = I
=> g(A)^-1 = h2(A)
至於要怎麼求h1(x)和h2(x)
就用和Euclidean algorithm類似的概念
利用長除法一步步找出最大公因式即可
f(x) = (x+1)g(x) + (3x + 2)
g(x) = (x/3 - 5/9)(3x + 2) + 1/9
=> 1 = 9g(x) - (3x - 5)(3x + 2)
   = 9g(x) - (3x - 5)[f(x) - (x+1)g(x)]
   = -(3x - 5)f(x) + (3x^2 - 2x + 4)g(x)
所以(a, b, c) = (4, -2, 3)

線代離散助教(wynne) 提到...

10. 假設 f(x)^2-x 具有root 1, 9, 16
則 (x-1)(x-9)(x-16) | f(x)^2 - x
=> f(A)^2 - A = 0 => f(A)^2 = A
則取 B = f(A), 即可得 B^2 = f(A)^2 = A
因此只要找一個多項式滿足
f(1)^2 = 1, f(9)^2 = 9, f(16)^2 = 16即可
i.e., f(1) = 1, f(9) = 3, f(16) = 4

至於要如何找這個多項式, 可用Lagrange內插法
或者是用我們上課教的方法求解linear equation
假設f(x) = a + bx + cx^2, 解
a + b + c = 1
a + 9b + 81c = 3
a + 16b + 256c = 4
可得 f(x) = (24/35) + (9/28)x - (1/140)x^2

這兩題都比較像是在考多項式的技巧
比較沒有一定的做法
請問同學前兩天是你來問我這兩題的嗎?
這還挺麻煩的, 我有點懶得再算一次
是的話我下星期就不寫給你們看囉

Unknown 提到...

不是我耶
這是這學期台大的期中考題
所以我覺得值得花點時間弄懂

要出門了,晚上上完課再回來仔細看
謝謝助教

月戀星辰 提到...

借帖發問一下:

請問助教第十題我有點疑慮,助教第一句話假設f(x)^2-x具有root 1,9,16,但若假設不成立呢?

原題目中:
(A-I)(A-9I)(A-16I)=0
這代表ma(x)|(x-1)(x-9)(x-16),所以ma(x)可能不是(x-1)(x-9)(x-16),也就是1、9、16不一定都是A的eigenvalue此時是否需要分開討論所有case呢?

p.s. 假設1,9,16都是A的eigenvalue,則確實必定可以滿足題目所說,但是否尚須考慮其他可能?

線代離散助教(wynne) 提到...

假設不會不成立, 因為那樣的二次多項式一定存在, 這裡我寫假設比較像是敘述的語氣, 主要是想把最原始的想法完整寫出來給大家參考, 若是要作答, 我可能就不會那樣寫, 而是直接把多項式找出來, 但那樣同學們可能會看不懂我為什麼知道要取那個

這題其實和eigenvalue並無太大關係, 其實我上面寫的過程若找polynomial的方法不算, 當中用到的也只有單純的多項式運算, 甚至我覺得和線代也沒甚麼關係, 可以不用想太多

James Whatt 提到...

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