Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 22. 10. 2014 19:31

Argcotgh x
Příspěvky: 230
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Ahoj, mohl bych vás poprosit o pomoc s tímto?

Zadání: Dokažte, že množina všech polynomů z P^n (x, R), které splňují P(0) = 0, je vektorový prostor, a najděte nějakou jeho bázi

Úvaha:

Polynomy, pro něž platí P(0) = 0, jsou vlastně polynomy bez absolutního členu - ty mají vždy kořen 0.

Pro n = 3 by mělo platit např.

x^3 + x^2 + x = 0
          x^2 + x = 0
                    x = 0

Obecně pro koeficienty a i,j by měla být matice soustavy

(a11, a12, a13)
(0,    a22, a23)
(0,        0, a33)

nebo např. pro n = 4


a11*x^4 + a12*x^3 + a13*x^2 + a14*x = 0 
                 a22*x^3 + a23*x^2 + a24*x = 0
                                  a33*x^2 + a34*x = 0
                                                   a44*x = 0


(a11, a12, a13, a14)
(0,     a22, a23, a24)
(0,        0, a33, a34)
(0,        0,     0, a44) 

Obecně

(a11, a12, ...a1n)
(        a22,...a2n)
                   . 
                   .
                   .
(                 ann)

je to de facto horní trojúhelníková matice.

Nevím si však rady, jak dokázat, že je to vektorový prostor, a jaká má být nějaká jeho báze. Můžu vás poprosit o radu?

Díky

Offline

 

#2 22. 10. 2014 19:49

Formol
Místo: Praha
Příspěvky: 782
Pozice: krotitel mikroskopů (UHIEM 1. LF UK)
Reputace:   42 
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

↑ Argcotgh x:
Ahoj,
zbytečně si komplikuješ život tím, že se snažíš používat maticový zápis. Tvoje úvaha je správná, jsou to polynomy s nulovým absolutním členem. Stačí přímočaře ověřit axiomy vektorového prostoru na polynomech, tj. co je součet dvou takových polynomů, co je součin polynomu skalárem, distributivní zákon, nulový vektor,...

Nějakou bázi můžeš celkem snadno uhádnout tím, že si uvědomíš, jak se chová řád polynomu při sčítání polynomu a při násobení skalárem. Ono to nejde napsat nekostrbatě, takže odpověď jsem skryl;-)


Доктор сказал «в морг» — значит в морг!

Offline

 

#3 22. 10. 2014 20:16

Argcotgh x
Příspěvky: 230
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Takže myslíš, že pro provedení (a uznání) důkazu stačí ověřit obecné vlastnosti vektorového prostoru pro tuto množinu polynomů? Dík

Offline

 

#4 22. 10. 2014 20:26

Formol
Místo: Praha
Příspěvky: 782
Pozice: krotitel mikroskopů (UHIEM 1. LF UK)
Reputace:   42 
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

↑ Argcotgh x:
Pokud tím "tato množina myslíš" toto: $\{p\inP^n(x,R)|p(0)=0\}$, tak ano.


Доктор сказал «в морг» — значит в морг!

Offline

 

#5 22. 10. 2014 20:30

Argcotgh x
Příspěvky: 230
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Ano, to je přesně ta množina, kterou "vyšetřuju".

Offline

 

#6 22. 10. 2014 21:41

Formol
Místo: Praha
Příspěvky: 782
Pozice: krotitel mikroskopů (UHIEM 1. LF UK)
Reputace:   42 
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

↑ Argcotgh x:
Tak v tom případě je to naprosto korektní postup z definice vektorových prostorů. Matice a číslené sloupce jsou velmi šikovnou reprezentací libovolných vektorů, ale někdy je vhodnější zůstat u surových struktur. Když už nic jiného, tak člověk si snáze uvědomí, že vektory nejsou "uspořádané n-tice".


Доктор сказал «в морг» — значит в морг!

Offline

 

#7 22. 10. 2014 22:31

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Pozdravujem
Dolezita poznamka:
Napisat : mnozina polynomov je ...... To je velka chyba!( casto taka chyba da eliminacnu znamku)
Treba pisat: Mnozina polynomov zo zakonom scitania a zakonom....


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#8 25. 10. 2014 12:00

Argcotgh x
Příspěvky: 230
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Takže tedy takto?

R je množina skalárů, Množina P^n s operacemi
-sčítání skalárů, a
-násobení vektoru skalárem,
je vektorový prostor nad R,
pokud splňuje axiomy

1) asociativita
Obecně: pro všechna u,v,w z vektor.prostoru V platí u + (v + w) = (u + v) + w
Náš případ: pro všechna x^i, x^j, x^k z P^n platí x^i + (x^j + x^k) = (x^i + x^j) + x^k
Speciální případ:  např. x + (x^2 + x^3) = (x + x^2) + x^3

2) existence neutrálního prvku
Obecně: existuje alespoň jeden prvek 0 náležející V, takový, že pro všechna v náležející V platí: 0 + v = v + 0  = v
Náš případ: existuje alespoň jeden prvek 0 náležející P^n, takový, že pro všechna x^n náležející P^n platí:
0 + x^i = x^i + 0 = x^i
Speciální případ: např. x + 0 = 0 + x = x
Zdůvodnění: relaci P(0) = 0 splňuje i polynom obsahující 0.

3) existence opačných prvků:
Obecně: pro všechna v z V existuje alespoň jeden prvek (-v) náležející V takový, že v + (-v) = (-v) + v = 0
Náš případ: pro všechna x^n z P^n existuje alespoň jeden prvek (-x^n) náležející V takový, že x^n + (-x^n) = (-x^n) + x^n = 0
Speciální případ: x + (-x) = (-x) + x = 0

4) komutativita:
Obecně: pro všechna u,v z V platí u + v  = v + u
Náš případ: pro všechna x^i + x^j = x^j + x^i
Speciálně: x + x^2 = x^2 + x

5) distributivita sčítání skalárů a násobení vektoru skalárem
Obecně: pro všechna r,s náležející R, v náležející V platí: (r +s)*v = r*v + s*v
Náš případ: pro všechna r,s náležející R, x^n náležející P^n, platí  (r +s)*x^n = r*x^n + s*x^n
Speciální případ: (r + s)*x = r*x + s*x

6) distributivita sčítání vektorů násobení vektoru skalárem
Obecně: pro všechna r,s náležející R, u, v náležející V platí r*(u + v) = r*u + r*v
Náš případ: pro všechna r,s náležející R, x^i a x^j náležející P^n, platí r*(x^i + x^j) = r * x^i + r * x^j
Speciální případ: r*(x + x^2) = r*x + r*x^2

7) distributivita, případně asociativita násobení skalárů a násobení vektoru skalárem
Obecně: pro všechna r,s náležející R, v náležející V platí: r*(s*v) = (r*s)*v
Náš případ: pro všechna r,s náležející R, x^n náležející P^n, platí: r*(s*x^n) = (r*s)*x^n
Speciální případ: r*(s*x) = (r*s)*x

8) Násobení jednotkovým skalárem je identita
Obecně: pro všechna v náležející V: 1*v = v
Náš případ: 1*x^n = x^n
Speciální případ: 1*x = x

Offline

 

#9 26. 10. 2014 09:48

Argcotgh x
Příspěvky: 230
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Ahoj,

1) může, prosím, někdo potvrdit nebo vyvrátit splnění axiomů vektorového prostoru (těch 8 bodů)?

2) Co když mám polynom, ve kterém nejsou zastoupeny všechny členy, např. x^8 + x^5 + x^2 ?

Offline

 

#10 26. 10. 2014 12:24

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Důkaz-množina polynomů je vektorový prostor

Ahoj ↑ Argcotgh x:,
Akoze je jasne ze mas dokazat, ze textom dana mnozina je podmnozina vektoroveho priestoru polynomov pre bezne zakony( operacie), tak staci dokazat ze dana mnozina pre tie iste zakony je linearny podpriestor, priestoru polynomov.
Akoze, podla viet co ste uz dokazali, tvoj dokaz sa da velmi skratit.
Mozes pripomenut co staci dokazat.... A dokaz to.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson