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
Stránky: 1 2
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
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?)
Offline
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
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.
Offline
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
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....
Offline
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
↑ Argcotgh x:.
Nekonci! Je to presne ax+ b.
Ked pridas hocico ine tak ta derivacia uz nebude nulova.
Offline
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
↑ 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!)
Offline
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
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
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.
Offline
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
↑ 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.
Offline
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
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.
Offline
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
↑ Argcotgh x:
Im f
Baza je druha derivacia napr. tychto polynomovov
.
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.
Offline
Poznamka. Podla textu cvicenia staci napisat def Im f takto.
Offline
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
↑ Argcotgh x:
Ta informacia je v tom f ( co je dane v texte cvicenia) vzor su polynomy polynomy najviac stupna n.
Offline
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
Ano.
A to aj jasne vidis napr v #18, kde som ti ukazal ako najst ne priliz pracne dim Im f
Offline
Takže ten zápis obrazu má být takto?
Im f = {f(P) | P je polynom stupně nejvýše n-2}
Offline
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.
Offline
Stránky: 1 2