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Originariamente inviato da xenom
Un insieme è un sottospazio se soddisfa: 1) appartenenza di 0, dell'origine 2) se gli elementi sono chiusi rispetto all'addizione 3) se gli elementi sono chiusi rispetto alla moltiplicazione.
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Non sono gli elementi ad essere chiusi rispetto ad un'operazione: è lo spazio ad esserlo.
Nel caso del sottospazio, U è un sottospazio di V se succede questo:
1) Lo zero appartiene ad U.
2) Se v e w appartengono entrambi ad u, allora anche u+w appartiene ad U.
3) Se v appartiene ad u e se a è uno scalare arbitrario, allora a * V appartiene ad U.
Equivalentemente: U è un sottospazio di V se è un sottoinsieme di V e anche uno spazio vettoriale rispetto alle stesse operazioni di V. All'atto pratico, verificare solo le tre condizioni qui sopra (in realtà, anche solo le ultime due) è più semplice.
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Originariamente inviato da xenom
La uno è banale, le altre due non capisco bene cosa si intende, soprattutto all'atto pratico. Per esempio se devo dimostrare che gli autospazi sono spazi vettoriali... la 1) è verificata perché lo zero è sempre soluzione del sistema A * autovettore = autovalore * autovettore, ma la 2 e la 3 come le dimostro in modo rigoroso?
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Se A è la tua matrice ed s è un suo autovalore, chiama Vs l'insieme di tutti quei vettori v appartenenti allo spazio vettoriale "ambiente" V tali che Av = s*v. Allora:
1) Lo zero appartiene a Vs, perché A0 = 0 = s*0.
2) Se u e w appartengono a Vs, allora Au = s*u e Aw = s*w, quindi:
A(u+w)
= Au + Aw per linearità
= su + sw perché sono autovettori corrispondenti ad s
= s * (u+w) perché u e w sono elementi di uno spazio vettoriale, nella fattispecie V:
per cui, u+w appartiene anch'esso a Vs.
3) Se u appartiene a Vs, e t è uno scalare qualsiasi, allora:
A(t * u)
= t * Au per le proprietà degli scalari
= t * (s * u) perché u è un autovettore corrispondente all'autovettore s
= (t * s) * u perché V è uno spazio vettoriale
= (s * t) * u perché s e t sono elementi di un campo
= s * (t * u) perché V è uno spazio vettoriale:
in conclusione, A(t * u) = s * (t * u), e t * u appartiene a Vs.