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 08. 11. 2014 11:54

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

Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ahoj, mohl bych poprosit o pomoc s tímto příkladem?

Zadání:
Najděte jádro a obraz zobrazení f: P^n (x,R) => P^n (x,R) , které polynomu P = P^n (x.R) přiřazuje jeho druhou derivaci.

Napadá mě  k tomu akorát

člen a,0 => (a,0)'' = (0)' = 0
a,1.x  => (a,1)' = 0
a,2 . x^2 => (a,2*2x)' = 2 a,2
a,3 . x^3 => (a,3*3*x^2)' = 6 a,3*x
a,4 . x^4 => (a,4*4*x^3)' = 12 a,4 *x^2

a,n . x^n => (a,n *n* x^(n-1))'´ = n*(n-1)*a,n*x^(n-2)

jádro zobrazení je podprostor prostoru vzorů, v našem případě Ker f = {x náleží P^n | f(x) = 0}  (???)

obraz zobrazení je podprostor prostoru, pro který v našem případě platí Im f = {x náleží P^n | existuje aspoň jedno x, pro které f(x) = x''}  (???)

mohl by mi prosím někdo poradit, jak mám postupovat dál? Jde vlastně o to, nějak vyjádřit jádro a obraz tohoto zobrazení.

Díky!

Offline

 

#2 08. 11. 2014 14:30

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ahoj ↑ Argcotgh x:,
Stale neviem ake materialy pouzivas
Jedna metoda:(navod, dopln sam riesenie)
Jadro: treba vyriesit . rovnicu.
f(P)=0  to je dif rovnica P''=0
(lahko uvidis ze dim Ker =2)
Ako prve konstatuj ze dim Im f=dim P^n-dim Ker f= n+1-2=n-1
Cize staci najst v Im f, n-1 lin nezavislych polynomov
P:x-->x^2, da P'':x-->2,
Atd.   
Dokonci.

Poznamka: mozes pracovat aj na matici f, ( na standartnych bazach),   no je trochu dlhsie a tazsie na zvovodnenie. ( Normalne ked sa take uci, dava sa aj niekolko prikladov. Preco sa nimi neinspirujes?)


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

 

#3 08. 11. 2014 15:32

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Používám hlavně tyto materiály:

jejich úložiště:

https://www.dropbox.com/sh/fs0fa258i7rc … ADeYa?dl=0

resp. se tam dá doklikat z adresy

http://www.karlin.mff.cuni.cz/~smid/pmwiki/pmwiki.php

na cvičení se samozřejmě probírají podobné příklady, bohužel úkoly jsou záměrně voleny tak, aby se na ně příklady ze cvičení nešly moc použít. Tudíž jako inspirace moc (skoro vůbec) neposlouží.

Už jsem i "vyplenil" celou nár. technickou knihovnu, ale bohužel nenašel nějakou pořádnou použitelnou sbírku řešených příkladů, která by navíc obsahovala "naše" příklady. Existuje vůbec nějaká taková?

Zkusím to tedy takhle:

Jádro zobrazení je množina polynomů, jejíž druhá derivace je nulová, f''(x) =0 - to je splněno pro polynomy s mocninami x^3 a vyššími (2.derivace x^2 dá 2 ≠ 0). Druhá derivace pro x^3 dá 6x, což dá f(x=0) = 0 a stejně tak u vyšších mocnin.

Tedy Ker f = {x^n | n≥3} ?

Zobrazení přiřazuje polynomu vzoru jeho 2.derivaci, což jde obecně zapsat (x^n)'' = (n-1)*n*x^(n-2).

Obrazem je pak Im f = {(n-1)*n*x^(n-2) | n≥3} ?

Offline

 

#4 08. 11. 2014 15:49 — Editoval vanok (08. 11. 2014 16:03)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Pozor ako spravne pises ze obraz polynomu x^3, je 6x co rozhodne nie je nulovy polynom!
Tak taky polynom nemoze byt v jadre.... Atd

Prave naopak, vyries podrobne dif. rovnicu a ukaz, ze jej riesenia su pol. formy aX+b.....
Tak to dokaz!
Dories teraz cvicenie vdaka radam ↑ vanok:.

Tiez napis pozorne Im f, zacni urcenim jeho bazy.( a tak najdes spravne riesenie)

Dobre pokracovanie.

Edit.
Tvoje materialy sa mi nedaju na tablete otvorit.
Co sa tyka tohto cvicenia, nepotrebuje ine vedomosti ako tie zo zakladnych presnasok z LA.


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

 

#5 08. 11. 2014 17:31

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Pokud řeším d2 P(x)/dx2 = 0

tak dostávám pro polynom

P(x) = 1 ... dP/dx = ∫ 1 dx = x + a, P = ∫ (x + a) dx = 1/2 x^2 + a.x + b

P(x) = 1+x ... dP/dx = ∫(x + 1) dx = 1/2 x^2 + x + a,
P = ∫ (1/2 x^2 + x + a) dx= 1/6 x^3 + 1/2 x^2 + a.x  + b

P(x) = 1+x+x^2 ... dP/dx = ∫(x^2 + x + 1)dx = 1/3 x^3 + 1/2 x^2 + x + a,
P = ∫ (1/3 x^3 + 1/2 x^2 + x + a) dx = 1/12 x^4 + 1/6 x^3 + 1/2 x^2 + a.x + b

...

P(x) = 1+x+x^2+...+x^n...dP/dx = ∫ (x^n + x^n-1 + x^n-2 + ...+ x^2 + x + 1) dx =
       = (1/n+1) x^(n+1) + 1/n.x^n + (1/(n-1)).x^(n-1) +....+ 1/3 x^3 + 1/2 x^2 + x + a,

P = ∫ ((1/(n+1) x^(n+1) + 1/n.x^n + (1/(n-1)).x^(n-1) +....+ 1/3 x^3 + 1/2 x^2 + x + a) dx =
   = ((1/(n+2) x^(n+2) + (1/(n+1) x^(n+1) + 1/n.x^n + (1/(n-1)).x^(n-1) +....+ 1/12 x^4 + 1/6 x^3 +
      +1/2 x^2 + a.x + b

Všechna řešení diferenciální rovnice pro polynom 1+x+x^2+...+x^n tedy obsahují mocniny x a končí

lineárním a absolutním členem a.x + b.

*

Vzhledem k tomu, že polynom (x^n + x^(n-1) + ... + x^3 + x^2 + x + 1) se 2.derivací zobrazuje na polynom

(n.x^(n-1) + (n-1).n.x^(n-2) + ... + 6x + 2 + 0), mohl by být tento polynom

po zobecnění

(n.x^(n-1) + (n-1).n.x^(n-2) + ... + ax + b + 0)

bází obrazu?

Offline

 

#6 08. 11. 2014 17:48

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ahoj,
Musis si prestudovat riesenie dif rovnic.
Riesenie je to co som ti uz vyssie napisal.
( to sa uz uci na strednej skole)
Urobit skusku je uzitocne....


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

 

#7 08. 11. 2014 18:05

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

V čem je chyba v řešení diferenciální rovnice? Je homogenní a derivace je polynomu x podle x, tak je řešení jednoduché. Začal jsem s nejjednoduššími polynomy a skončil obecným vyjádřením. Podle mě je správný i závěr, že 2.derivace libovolného polynomu x končí členy a.x + b.

Offline

 

#8 08. 11. 2014 18:14

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

↑ Argcotgh x:.
Nekonci! Je to presne ax+ b.
Ked pridas hocico ine tak ta derivacia uz nebude nulova.


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

 

#9 08. 11. 2014 18:29

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Aha, to jsem se spletl, ax+b končí  řešení té diferenciální rovnice (vlastně integrály), derivace těch polynomů je skutečně ax+b. Ale bohužel mi není pořád jasné to jádro a obraz.

Offline

 

#10 08. 11. 2014 18:34

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

↑ Argcotgh x:,
To riesenie znamena ze ker f je vytvorene z polynommy formy ax+b
Je to podpriestor co ma dim 2.

Zvysok: vrat sa sem
↑ vanok:
Vidis ze som najprv urcil dim Im f

Tak porozmyslaj o tom ze staci najst n-1 LN vektorov z Im f
( dokonca som ti dal jedn priklad ako zacat!)


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

 

#11 08. 11. 2014 19:05

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Takže můžu psát Ker f = {ax+b | a,b je z P^n(x,R)}
Dimenze Ker f = 2
n = 3
dim Im f =n + 2 - 3 = n-1

Im f = {(x^2; 2), (x^3; 6x), (x^4; 12x^2), (x^5; 20 x^3),..., (x^n; (n-1).n.x^(-2)}

Už je to lepší?

Offline

 

#12 08. 11. 2014 21:00 — Editoval vanok (09. 11. 2014 08:45)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Nepis n= 3, to nevies,
Ale ako si mohol vidiet [re]p447234|vanok[/reII tu na7° riadky som pouzil vzorec ( ktory treba ozaj vidiet)
Co dal dim Im f= n-1.
cize na najdenie obrazu mozeme hladat jednu jeho bazu.
Staci preto najst n-1 lin nezavislych polynomovov v obraze.
V tom prispevku #2 som ti sugzeroval zobrat n-1 jednoduchych polynomovov roznych stupnou vo vychodnom priestore, ide o polynomy
$x\to x^2, x\to x^3,x\to x^4,...,x \to x^n $
Ich obraz aplicaciou f ( ktora derivuje 2 krat) ti da n-1 nezavislych polynomovov ( preco nezavislych ? No preto lebo obraz f  dvoch polynomovov roznych stupnoch da dva polynomy roznych stupnov.... = to je taka velmi jednoducha vlasnost, co sa okamzite vidi)

A take polynomy tvoria jednu bazu priestoru Im f.
Tak vyjadri teraz ten Im f.

( poznamka: ako vidis, tu ide o jednoduche cvicenie, nie velmi dlhe, ale treba ovladat zakladne pojmy)

Dobre dokoncenie.


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

 

#13 08. 11. 2014 21:39

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ale z přímé definice obrazu mi pro obraz vychází řešení

Im f = {f''(x) náležející P,n (x,R) | existuje aspoň jedno x, f(x) = x''}

Offline

 

#14 08. 11. 2014 23:17 — Editoval vanok (09. 11. 2014 08:11)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

↑ Argcotgh x:,
To je prave objekt popisanej metody. A da ti to aj bazu Im f.

Ale kludne napis len to co pises na konci, ak to staci pre tvojho skusajuceho.
Édit, ale to upresni.


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

 

#15 09. 11. 2014 07:36

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Čiže abych to shrnul:

Ker f = {ax+b | a,b je z P^n(x,R)}

zdůvodnění: derivace všech polynomů x je (ax + b)

Im f = {f''(x) náležející P,n (x,R) | existuje aspoň jedno x, f(x) = x''}

zdůvodnění: druhá derivace polynomu x je obrazem vzoru-polynomu x, f(x) => f''(x)

Ještě mi není jasné, že dim Ker f (vlastně nulita zobrazení f:= dim Ker f) je = 2. Je to proto, že jádro zobrazení obsahuje 2 členy?

Offline

 

#16 09. 11. 2014 08:42

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Pozor, tvoj treti riadok je nepresny.
Asi chces povedat su to polynomy ktorych druha derivacia je nulova.
( co si napisal, osobne tomu nerozumiem, x je tam raz veobecny polynom a potom pises ax+b, cize je tam problem z oznacenim)
Tak potom to aj tak vyjadri, napr:
Ker f = {P:x-->ax+b| a,b lubovolne realne konst.}
Riadok 4.
Co pises za | treba upravit. Ak to chces napisat tak pripomen, Cize napis skor, existuje aspon jeden polynom ......

To co pises je len definicia. Ale ak si isty, ze sa od teba nic ine nepyta, tak preco nie.
Poznamka:
v rieseni co som ti popisal, som ti dal moznost vyjadrit bazu priestoru
Im f, tak preco to ne chces vyuzit?

Ker f, v je tiez vektorovy podpriestor a ma jednu bazu 2 vektorov.
(napr.  x-->1, x-->x. Ktora ti generuje priestor Ker f  ktory je priestor polynomovov najviac prveho stupna)
Tak dobre ukoncenie cvicenia.


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

 

#17 09. 11. 2014 09:18

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Tak tedy

Ker f = {P:x-->ax+b| a,b = konst. náležející R}

P jsou polynomy, jejichž 2.derivace je nulová

Im f = Im f = {f''(x) náležející P,n (x,R) | existuje aspoň jeden polynom, (pro který platí) f(x) = x''}

báze např. (x^2, x^3,...,x^n) ?

Offline

 

#18 09. 11. 2014 09:37

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

↑ Argcotgh x:
Im f
Baza je druha derivacia napr. tychto polynomovov
$x\to x^2, x\to x^3,x\to x^4,...,x \to x^n $.

A teraz som zbadal, ze pises f'' miesto f .
tak to oprav

Je mozno opatrnejsie pisat P miesto x, aby kazdemu socialo do oci, ze ide o polynomy....

Cize to je zhrnutie vysledkov.


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

 

#19 09. 11. 2014 09:46 — Editoval vanok (09. 11. 2014 09:47)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Poznamka. Podla textu cvicenia staci napisat def Im f takto.
$Im f= \{ f P|P \text{  polynom stupna  najviac n} \}$


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

 

#20 09. 11. 2014 10:03

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ale neměla by v tom zápisu Im f být taky informace, že obraz je druhou derivací vzoru-polynomu? Myslím, že je to důležitá informace.

A zápis

Ker f = {P:x-->ax+b| a,b = konst. náležející R}

P jsou polynomy, jejichž 2.derivace je nulová

už je správný?

Offline

 

#21 09. 11. 2014 10:42 — Editoval vanok (09. 11. 2014 10:46)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

↑ Argcotgh x:
Ta informacia je v tom f ( co je dane v texte cvicenia) vzor su polynomy polynomy najviac stupna n.


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

 

#22 09. 11. 2014 10:52

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Když budu ale brát jako vzor polynomy stupně nejvíce n, tak obrazem mohou být polynomy stupně nejvýše (n-2) - to je dáno tou druhou derivací - ?

Offline

 

#23 09. 11. 2014 11:30 — Editoval vanok (09. 11. 2014 11:31)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Ano.
A to aj jasne vidis napr v #18, kde som ti ukazal ako najst ne priliz pracne dim Im f


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

 

#24 09. 11. 2014 12:35

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

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Takže ten zápis obrazu má být takto?

Im f = {f(P) | P je polynom stupně nejvýše n-2}

Offline

 

#25 09. 11. 2014 12:56 — Editoval vanok (09. 11. 2014 13:02)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Zobrazení přiřazuje polynomu jeho druhou derivaci - jádro a obraz

Pozor v f(P) to P je este pred derivaciou, cize stupna najviac n.
Skor mas ze Im f = { P| P polynom stupna najviac n-2}.
A ak by bolo treba vies urobit aj dokaz.

Konecne si sa dopracoval kde som ta nasmeroval. 
Vidis, ze v matematike ked tomu rozumies, vsetko sa zda jednoduche.
Peknu nedelu.


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