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> Controles 2 Álgebra Lineal, Nueva Malla y Más Allá.
TribalJazz2
mensaje Jul 18 2014, 08:06 PM
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TribalJazz2
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Álgebra Lineal 07-2

Control 2
Semestre Primavera 2007
    P1.
      a) Considere la transformación
      TEX: \begin{eqnarray*}<br />T:\mathcal{P}_2 (\mathbb{R})&\to&\mathcal{P}_4 (\mathbb{R})\\<br />p(x)&\mapsto& T( p ) (x)=(x^2+x+1)\cdot p(x)<br />\end{eqnarray*}

      En donde TEX: $\mathcal{P}_k (\mathbb{R})$ denota el espacio vectorial de los polinomios a coeficientes reales, de grado menor o igual a TEX: $k$.
        a1) (0,5 ptos.) Demuestre que T es lineal.
        a2) (1,2 ptos.) Encuentre una base y la dimensión de Ker(T).
        a3) (1,3 ptos.) Determine una base de Im(T) y calcule el rango de T.
        a4) (0,5 ptos.) Estudie posible inyectividad y epiyectividad de T. Estudie además si T es isomorfismo.
      b) Sean TEX: $V,\ W$ espacios vectoriales sobre un cuerpo TEX: $\mathbb{K}$. Dada una transformación lineal TEX: $L:V\to W$, definimos su gráfico TEX: $G=\{(v,L(v))\in V\times W \mid v\in V\}$.
        b1) (1,0 pto.) Pruebe que G es un subespacio vectorial de TEX: $V\times W$.
        b2) (1,5 ptos.) Demuestre que V y G son isomorfos.
        Observación: Las operaciones de e.v. en TEX: $V\times W$ son: TEX: $(v_1,w_1)+(v_2,w_2)=(v_1+v_2,w_1+w_2)$ y TEX: $\lambda (v_1,w_1)=(\lambda v_1, \lambda w_1)$
    P2.
      a) (3,0 ptos.) Considere
      TEX: \[A=\begin{pmatrix}<br />1 & 2 & 3\\<br />2 & 1 & 0\\<br />-1 & 1 & 3<br />\end{pmatrix}\]

      Calcule los valores propios de A, y determine una base para cada subespecie propio.
      b) Considere TEX: $\mathbb{C}$ como espacio vectorial sobre TEX: $\mathbb{R}$, y la transformación lineal TEX: $T:\mathbb{C}\to\mathbb{C}$, definida en cada TEX: $z\in\mathbb{C}$ por TEX: $T(z)=(1+\sqrt{3}i)\cdot z$ (no se le pide probar que TEX: $T$ es lineal).
        b1) (1,0 pto.) Encuentre la matriz representante de T con respecto a la base canónica TEX: $\beta_C=\{1,i\}$ de TEX: $\mathbb{C}$. Es decir, TEX: $M_{\beta_C \beta_C}(T)$.
        b2) (2,0 ptos.) Usando matrices de cambio de base, determine la matriz representante de T con respecto a la base TEX: $\beta =\{1+i,1-i\}$. Es decir, TEX: $M_{\beta\beta}(T)$. Explicite todas las matrices usadas.
    P3. Sea TEX: $V$ un e.v. sobre un cuerpo TEX: $\mathbb{K}$. Suponga que TEX: $V=U\oplus W$, con TEX: $U,\ W$ s.e.v. de TEX: $V$ tales que TEX: $U\neq \{0\}\neq W$. Se define la transformación lineal TEX: $T:V\to V$ por:

    TEX: \[T(u+w)=u\qquad\text{donde } u\in U,\ w\in W\]
      a) (2,0 ptos.) Determine Ker(T) e Im(T). Estudie inyectividad, epiyectividad y biyectividad de T.
      b) (2,0 ptos.) Muestre que 0 y 1 son los únicos valores propios de T.
      c) (2,0 ptos.) Encuentre los subespacios propios asociados a los dos valores propios mencionados en b).
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.

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mensaje Jul 18 2014, 08:23 PM
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mensaje Jul 18 2014, 08:23 PM
Publicado: #4


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Físicas y Matemáticas

Álgebra Lineal 08-2

Control 2
Semestre Primavera 2008
    P1. Sea TEX: $V=\mathcal{M}_{2\times 2}(\mathbb{R})$ el espacio vectorial de las matrices de TEX: $2\times 2$ con coeficientes reales, y las operaciones usuales de suma y producto de matriz por escalar. Se definen

    TEX: \[W_1=\left\{ A=<br />\begin{pmatrix}<br />a & b\\<br />c & d<br />\end{pmatrix}\in\mathcal{M}_{2\times 2}(\mathbb{R})\mid a+d=0\right\}\ \text{y}\ W_2=\left\{A=<br />\begin{pmatrix}<br />-x & y\\<br />x & z<br />\end{pmatrix}\in\mathcal{M}_{2\times 2}(\mathbb{R})\mid x,y,z\in\mathbb{R}\right\}\]
    1. (1,5 ptos.) Demuestre que W1 y W2 son subespacios vectoriales de V.
    2. (2,0 ptos.) Encuentre bases para W1 y W2 indicando las respectivas dimensiones de cada subespacio.
    3. (1,5 ptos.) Encuentre una base y dimensión de TEX: $W_1\cap W_2$.
    4. (1,0 pto.) Complete una base de W1 para obtener una base de V. Justifique.
    P2. Considere el conjunto TEX: $B\subseteq\mathbb{R}^4$ dado por

    TEX: \[B=\left\{\begin{pmatrix}<br />1\\<br />0\\<br />0\\<br />0<br />\end{pmatrix},\begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />0\\<br />0<br />\end{pmatrix}, \begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />1\\<br />0<br />\end{pmatrix}, \begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />1\\<br />1<br />\end{pmatrix}\right\}\]

    y TEX: $T:\mathbb{R}^4\to\mathbb{R}^4$ la transformación lineal que satisface las condiciones siguientes:

    TEX: \[T\begin{pmatrix}<br />1\\<br />0\\<br />0\\<br />0<br />\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />1\\<br />0<br />\end{pmatrix},\: T\begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />0\\<br />0<br />\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}<br />1\\<br />1\\<br />1\\<br />1<br />\end{pmatrix}\:\text{y}\:\text{ker}(T)=\text{Im}(T)\]<br />
    1. (0,5 ptos.) Pruebe que B es base de IR4.
    2. (1,5 pto.) Demuestre que una base de Ker(T) es {(1,1,1,0),(1,1,1,1)}.
    3. (2,0 ptos.) Calcule la matriz representante de T cuando se ocupa B en la partida y el la llegada.
    4. (2,0 ptos.) Calcule la matriz representante de T cuando se ocupa la base canónica en la partida y en la llegada.
    P3. Sea V un espacio vectorial de dimensión finita TEX: $n\in\mathbb{N}$.
      a) Sea TEX: $T:V\to V$ una transformación lineal que satisface que ker(T)=Im(T). Demuestre que:
        a.1) (1,5 ptos.) TEX: $T\circ T = 0$.
        a.2) (1,5 ptos.) n es par y el rango de T es TEX: $\frac{n}{2}$.
      b) Sea TEX: $F:V\to V$ una transformación lineal que satisface que TEX: $F\circ F = 0$. Demuestre que:
        b.1) (1,5 ptos.) TEX: $\text{Im}(F)\subseteq \text{ker}(F)$.
        b.2) (1,5 ptos.) Si n es par y el rango de F es TEX: $\frac{n}{2}$, entonces Im(F)=ker(F).
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.

Mensaje modificado por TribalJazz2 el Jul 21 2014, 11:40 AM


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mensaje Jul 18 2014, 08:47 PM
Publicado: #5


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Álgebra Lineal 09-1

Control 2
Semestre Otoño 2009
    P1.
      a) (2,0 ptos.) Sean TEX: $p,q\in\mathcal{P}_n$ tales que {p,q} es linealmente independiente. Demuestre que {p,q,pq} es linealmente independiente si y sólo si TEX: $\text{grado}(p)\geq 1$ y $\text{grado}(q)\geq 1$.
      b) (2,0 ptos.) Sean U,W s.e.v de un e.v. V. Si TEX: $\text{dim}(V)=3,\ \text{dim}(U)=\text{dim}(W)=2$, y TEX: $U\neq W$. Demustre que TEX: $\text{dim}(U\cap W)=1$.
      c) (2,0 ptos.) Sean v1=(1,2,1), v2=(-2,1,-1), v3=(1,1,1). Encuentre una transformación lineal T tal que T(v1)=(1,2,3), T(v2)=(0,0,0), T(v3)=(2,1,3).
    P2. Sea TEX: $T:\mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^3$, la función definida por:
    TEX: \[T(x,y,z)=(x+y+z,x+y-z,x+y+3z)\]
    1. (1,0 pto.) Demuestre que T es lineal.
    2. (1,0 pto.) Determine una base del ker(T) y la dimensión de ker(T). Sea Bk dicha base.
    3. (2,0 ptos.) Encuentre una base B de IR3 tal que TEX: $B_k\subseteq B$, y usando B obtenga una base de Im(T). Concluya si T es inyectiva y/o epiyectiva.
    4. (2,0 ptos.) Encuentre un s.e.v. U de R3 tal que TEX: $\mathbb{R}^3=U\oplus\text{Im}(T)$ y establezca relaciones entre los subespacios ker(T), el generado por TEX: $B\setminus B_k$ e Im(T).
    P3.
    (Sección 1: Jaime González)
    Sea V e.v. de dimensión n$ y TEX: $T:V\to V$ lineal.
      a) (2,0 ptos.) Demuestre que TEX: $\text{ker}(T)\subseteq\text{ker}(T^2)$ y TEX: $\text{Im}(T^2)\subseteq\text{Im}(T)$.
      b) (2,0 ptos.) Demuestre que T2=0 si y sólo si TEX: $\text{Im}(T)\subseteq\text{ker}(T)$, y concluya que TEX: $\text{rango}(T)\leq \frac{n}{2}$.
      c) (2,0 ptos.) Encuentre T tal que ker(T)=Im(T) (considere TEX: $V=\mathbb{R}^2$).
    (Sección 2: Jaime Michelow)
      a) (2,0 ptos.) Sea (v1,v2,...,vn) una base ortonormal de IRn. Demuestre que para todo u,v

      TEX: \[\langle u,v\rangle = \sum_i \langle u,v_i\rangle \langle v,v_i\rangle\]


      b) (2,0 ptos.) Dados (-1,1,1), (1,-1,1), (1,1,-1) encuentre una base ortonormal de IR3.
      c) (2,0 ptos.) Demuestre que si V es e.v. y TEX: $A\subseteq V$:
      1. TEX: $A^{\perp}$ (ortogonal de TEX: $A$) es un s.e.v. y que TEX: $A\cap A^\perp = \{0\}$.
      2. TEX: $A\subseteq (A^\perp)^\perp$ (no necesariamente se cumple con igualadad).
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.


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TribalJazz2
mensaje Jul 19 2014, 10:50 AM
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Álgebra Lineal 09-2

Control 2
Semestre Primavera 2009
    P1. Sea V un espacio vectorial con base B={u,v,w} y sea TEX: $T:V\to V$ una transformación lineal tal que

    TEX: \[T(u)=v-w;\quad T(v)=u+v;\quad T(w)=u+2v-w\]
      a) (2,0 ptos.) Determine la matriz representante de T, TEX: $M_{BB}(T)$, con respecto a las bases B y B.
      b) (4,0 ptos.) Sea L el subespacio vectorial de V generado por el vector TEX: $x=2u+3v-w$. Encuentre los siguientes subespecies y sus dimensiones:
        b.1) T(L)
        b.2) TEX: $L\cap \ker(T)$
        b.3) L+ker(T)
        b.4) Im(T)
    P2. Denotemos por TEX: $\mathcal{P}_3(\mathbb{R})$ al espacio vectorial de polinomios con coeficientes en IR de grado menor o igual a 3. Considere las bases TEX: $B_1=\{1+2x+3x^2+4x^3,1-x^2+2x^3,3x-x^3,2+5x+2x^2-4x^3\}$ de TEX: $\mathcal{P}_3(\mathbb{R})$ y B2 = {(2,1,-1),(0,1,3),(1,-2,1)} de IR3. Sean TEX: $f:\mathcal{P}_3(\mathbb{R})\to\mathbb{R}^3$ y TEX: $g: \mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^2$ dos transformaciones lineales tales que TEX: $A=\begin{pmatrix}<br />1&1&1&1\\<br />-2&0&0&1\\<br />2&1&1&-1<br />\end{pmatrix}$ es la martriz representante de la función f con respecto a las bases B1 en TEX: $\mathcal{P}_3(\mathbb{R})$ y B2 en IR3 y TEX: $g(x)=(x_1+x_2-x_3,2x_1+x_3),\ \forall (x_1,x_2,x_3)\in\mathbb{R}^3$.
    P3. Sea TEX: $T:V\to V$ una transformación lineal donde V es un espacio vectorial de dimensión finita n.
      a) Sea TEX: $T^k=\underbrace{T\circ T\circ\dots\circ T}_{k\text{ veces}}$ para TEX: $k\in\{1,2,\dots,n\}$.
      1. (1,0 pto.) Demuestre que TEX: $\text{ker}(T^k)\subseteq\text{ker}(T^{k+1})$.
      2. (0,5 ptos.) Demuestre que TEX: $T^{k+1}(V)\subseteq T^k(V)$.
      3. (0,5 ptos.) Demuestre que TEX: $\text{dim}(T^{k+1}(V))\leq\text{dim}(T^k(V))$.
      b) (2,0 ptos.) Suponga que existe TEX: $k_0\in\{1,2,\dots,n-1\}$ tal que TEX: $T^{k_0+1}(V)=T^{k_0}(V)$. Pruebe que TEX: $T^{k_0}(V)=T^k(V),\ \forall k\geq k_0$.
      c) (1,0 pto.) Demuestre que el punto k0 del punto b) existe.
      d) (1,0 pto.) Sea U=Tn(V). Pruebe que
      TEX: \[S:U\to U\]

      TEX: \[x\mapsto S(x)=T(x)\]
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.

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mensaje Jul 19 2014, 10:56 AM
Publicado: #7


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mensaje Jul 19 2014, 10:56 AM
Publicado: #8


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mensaje Jul 19 2014, 10:57 AM
Publicado: #9


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mensaje Jul 19 2014, 10:59 AM
Publicado: #10


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Álgebra Lineal 11-2

Control 2
Semestre Primavera 2011
    P1.
      a)
      1. (1,5 ptos.) Sea TEX: $P\in\mathbb{R}^3$ un punto y TEX: $\Pi \subset \mathbb{R}^3$ un plano (TEX: $P\notin \Pi$). Llamaremos S(P) al punto simétrico de P con respecto al plano TEX: $\Pi$. (TEX: $\overline{PP^\prime}\perp\Pi \wedge d(P,P^\prime) = d(P^\prime,S(P))$, ver figura).
        Figura:
      2. (1,5 ptos.) Considere el plano TEX: $\Pi\subseteq\mathbb{R}^3$ y TEX: $A, B\in\mathbb{R}^3$ dos puntos ubicados al mismo lado del plano TEX: $\Pi$. Muestre que el punto TEX: $R\in\Pi$ tal que d(A, R) + d(B, R) es mínima, se obtiene como la intersección del plano TEX: $\Pi$ con la recta que une los puntos S(A) con B.
      b) (3,0 ptos.) Dados A = (1,1,2), B=(2,1,0) y TEX: $\Pi : x+y+z=1$. Se pide encontrar el punto R de la parte a)ii. y la distancia mínima d(A,R)+d(R,B).
    P2.
      a) Sea h = (1,1,1) y TEX: $W_h=\{M\in\mathcal{M}_{33}(\mathbb{R})\mid Mh=0\}$.
      1. Demuestre que Wh es subespacio vectorial de TEX: $\mathcal{M}_{3\times 3}(\mathbb{R})$.
      2. Encuentre una base para Wh.
      3. Calcule dim(Wh).
      4. Complete la base de Wh obtenida en ii. a una base de TEX: $\mathcal{M}_{3\times 3}(\mathbb{R})$.
      b) (2,0 ptos.) Se define TEX: $\mathcal{U}=\{v\in\mathbb{R}^n\mid \sum_{i=1}^{n}v_i=0\}$. Encuentre una base para U e indique su dimensión.
Tiempo: 2,5 horas


Soluciones:
P1.
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