Различия
Показаны различия между двумя версиями страницы.
| math:39.20 [2026/04/09 03:42] – создано root | math:39.20 [2026/04/09 03:44] (текущий) – root | ||
|---|---|---|---|
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| - | **Задача 39.20.** | + | ===== Задача 39.20 ===== |
| - | Линейный оператор в пространстве $\mathbb{R}[x]_2$ имеет в базисе $(1, x, x^2)$ матрицу | + | |
| - | \[ | + | Линейный оператор в пространстве $\mathbb{R}[x]_2$ имеет в базисе $(1, x, x^2)$ матрицу |
| + | $$ | ||
| A = \begin{pmatrix} | A = \begin{pmatrix} | ||
| 0 & 0 & 1 \\ | 0 & 0 & 1 \\ | ||
| Строка 7: | Строка 8: | ||
| 1 & 0 & 0 | 1 & 0 & 0 | ||
| \end{pmatrix}. | \end{pmatrix}. | ||
| - | \] | + | $$ |
| - | Найти его матрицу в базисе | + | Найти его матрицу в базисе |
| - | \[ | + | $$ |
| (3x^2 + 2x + 1,\; x^2 + 3x + 2,\; 2x^2 + x + 3). | (3x^2 + 2x + 1,\; x^2 + 3x + 2,\; 2x^2 + x + 3). | ||
| - | \] | + | $$ |
| - | --- | + | ===== Решение ===== |
| - | **Решение.** | + | **1. Координаты новых базисных векторов в старом базисе.** |
| + | Старый базис: $e_1 = 1$, $e_2 = x$, $e_3 = x^2$. | ||
| + | $$ | ||
| + | \begin{aligned} | ||
| + | b_1 &= 3x^2+2x+1 = 1\cdot e_1 + 2\cdot e_2 + 3\cdot e_3 \; | ||
| + | b_2 &= x^2+3x+2 = 2\cdot e_1 + 3\cdot e_2 + 1\cdot e_3 \; | ||
| + | b_3 &= 2x^2+x+3 = 3\cdot e_1 + 1\cdot e_2 + 2\cdot e_3 \; | ||
| + | \end{aligned} | ||
| + | $$ | ||
| + | Матрица перехода от нового базиса к старому (столбцы – координаты новых векторов): | ||
| + | $$ | ||
| + | P = \begin{pmatrix} | ||
| + | 1 & 2 & 3 \\ | ||
| + | 2 & 3 & 1 \\ | ||
| + | 3 & 1 & 2 | ||
| + | \end{pmatrix}. | ||
| + | $$ | ||
| - | 1. **Координаты новых базисных векторов в старом базисе** | + | **2. Обратная матрица.** |
| - | Старый базис: | + | $\det P = -18$. |
| - | \[ | + | $$ |
| - | \begin{aligned} | + | P^{-1} = \frac{1}{-18} |
| - | b_1 &= 3x^2+2x+1 = 1\cdot e_1 + 2\cdot e_2 + 3\cdot e_3 \quad\Rightarrow\quad (1,2,3)^T,\\ | + | 5 & -1 & -7 \\ |
| - | b_2 &= x^2+3x+2 = 2\cdot e_1 + 3\cdot e_2 + 1\cdot e_3 \quad\Rightarrow\quad (2,3,1)^T,\\ | + | -1 & -7 & 5 \\ |
| - | b_3 &= 2x^2+x+3 = 3\cdot e_1 + 1\cdot e_2 + 2\cdot e_3 \quad\Rightarrow\quad (3,1,2)^T. | + | -7 & 5 & -1 |
| - | \end{aligned} | + | \end{pmatrix}^T = \frac{1}{18} \begin{pmatrix} |
| - | | + | -5 & 1 & 7 \\ |
| - | | + | 1 & 7 & -5 \\ |
| - | \[ | + | 7 & -5 & 1 |
| - | P = \begin{pmatrix} | + | \end{pmatrix}. |
| - | | + | $$ |
| - | 2 & 3 & 1 \\ | + | |
| - | 3 & 1 & 2 | + | |
| - | | + | |
| - | \] | + | |
| - | 2. **Обратная матрица** | + | **3. Вычисление $A P$.** |
| - | | + | $$ |
| - | | + | A P = \begin{pmatrix} |
| - | P^{-1} = \frac{1}{-18} \begin{pmatrix} | + | 0 & 0 & 1 \\ |
| - | 5 & -1 & -7 \\ | + | 0 & 1 & 0 \\ |
| - | -1 & -7 & 5 \\ | + | 1 & 0 & 0 |
| - | -7 & 5 & -1 | + | \end{pmatrix} |
| - | | + | \begin{pmatrix} |
| - | -5 & 1 & 7 \\ | + | 1 & 2 & 3 \\ |
| - | 1 & 7 & -5 \\ | + | 2 & 3 & 1 \\ |
| - | 7 & -5 & 1 | + | 3 & 1 & 2 |
| - | | + | \end{pmatrix} |
| - | \] | + | = \begin{pmatrix} |
| + | 3 & 1 & 2 \\ | ||
| + | 2 & 3 & 1 \\ | ||
| + | 1 & 2 & 3 | ||
| + | \end{pmatrix}. | ||
| + | $$ | ||
| - | 3. **Вычисление $A P$** | + | **4. Новая матрица $B = P^{-1} (A P)$.** |
| - | \[ | + | $$ |
| - | A P = \begin{pmatrix} | + | B = \frac{1}{18} |
| - | 0 & 0 & 1 \\ | + | \begin{pmatrix} |
| - | 0 & 1 & 0 \\ | + | -5 & 1 & 7 \\ |
| - | 1 & 0 & 0 | + | 1 & 7 & -5 \\ |
| - | | + | 7 & -5 & 1 |
| - | | + | \end{pmatrix} |
| - | 1 & 2 & 3 \\ | + | \begin{pmatrix} |
| - | 2 & 3 & 1 \\ | + | 3 & 1 & 2 \\ |
| - | 3 & 1 & 2 | + | 2 & 3 & 1 \\ |
| - | | + | 1 & 2 & 3 |
| - | = \begin{pmatrix} | + | \end{pmatrix} |
| - | 3 & 1 & 2 \\ | + | = \frac{1}{18} |
| - | 2 & 3 & 1 \\ | + | \begin{pmatrix} |
| - | 1 & 2 & 3 | + | -6 & 12 & 12 \\ |
| - | | + | 12 & 12 & -6 \\ |
| - | \] | + | 12 & -6 & 12 |
| - | + | \end{pmatrix} | |
| - | 4. **Новая матрица $B = P^{-1} (A P)$** | + | = \frac{1}{3} |
| - | \[ | + | \begin{pmatrix} |
| - | | + | -1 & 2 & 2 \\ |
| - | | + | 2 & 2 & -1 \\ |
| - | | + | 2 & -1 & 2 |
| - | | + | \end{pmatrix}. |
| - | | + | $$ |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | | + | |
| - | \] | + | |
| - | **Ответ:** | + | **Ответ.** |
| - | \[ | + | $$ |
| \boxed{\frac13 \begin{pmatrix} | \boxed{\frac13 \begin{pmatrix} | ||
| -1 & 2 & 2 \\ | -1 & 2 & 2 \\ | ||
| Строка 102: | Строка 101: | ||
| 2 & -1 & 2 | 2 & -1 & 2 | ||
| \end{pmatrix}} | \end{pmatrix}} | ||
| - | \] | + | $$ |