Transformações Lineares de Rn em Rm - deetc
Transformações Lineares de Rn em Rm - deetc Transformações Lineares de Rn em Rm - deetc
T R A N S F O R M A Ç Õ E S L I N E A R E S D E R N E M R M A L G E B R A – T U R M A L R 1 1 D Resolvendo o sistema >> A=[1 -3;2 3;0 -4]; >> B=[4 -10 8]'; >> rref([A B]) ans = 1 0 -2 0 1 -2 0 0 0 , concluímos que o sistema é possível, pelo que w 1 é uma imagem da transformação. Aliás (dado que o sistema é possível e determinado) podemos mesmo concluir que u 1 = ( −2, − 2) é o objecto cuja imagem é w 1 . De modo idêntico temos Resolvendo o sistema ⎡1 w ⎢ 3 = ⎢ 2 ⎢⎣ 2 − 3⎤ 3 ⎥ ⎥ u3 − 4⎥⎦ ⎡− 8⎤ ⎡1 ⎢ ⎥ = ⎢ ⎢ 2 ⎥ ⎢ 2 ⎢⎣ − 8⎥⎦ ⎢⎣ 2 − 3⎤ ⎥ ⎡u1 ⎤ 3 ⎥ ⎢ ⎥ − ⎥ ⎣u2 4 ⎦ ⎦ >> A=[1 -3;2 3;0 -4]; >> B=[-8 2 -8]'; >> rref([A B]) ans = 1 0 -2 0 1 2 0 0 0 , concluímos que o sistema é possível, pelo que w 3 é uma imagem da transformação ( u 3 = ( −2, 2) é o objecto cuja imagem é w 3 ). Por último, temos Resolvendo o sistema ⎡1 w ⎢ 5 = ⎢ 2 ⎢⎣ 2 ⎡3⎤ ⎡1 ⎢ ⎥ = ⎢ ⎢ 2 ⎥ ⎢ 2 ⎢⎣ 1⎥⎦ ⎢⎣ 2 >> A=[1 -3;2 3;0 -4]; >> B=[3 2 1]'; − 3⎤ 3 ⎥ ⎥ u5 − 4⎥⎦ − 3⎤ ⎥ ⎡u1 ⎤ 3 ⎥ ⎢ ⎥ − ⎥ ⎣u2 4 ⎦ ⎦ © Prof. José Amaral ALGA M06 - 16 12-11-2007
T R A N S F O R M A Ç Õ E S L I N E A R E S D E R N E M R M A L G E B R A – T U R M A L R 1 1 D >> rref([A B]) ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 , concluímos que o sistema é impossível, pelo que w 3 não é uma imagem da transformação. Outro modo de abordar a questão seria determinar o subespaço de 3 R gerado pelas colunas da matriz da transformação. Ou seja, sendo 1 ( 1, 2, 2) = a e ) 4 , 3 , 3 ( a 2 = − − os vectores correspondentes às colunas da matriz da transformação, uma imagem, ( 1, 2) w w = w , não é mais do que uma combinação linear destes vectores, sendo os coeficientes as coordenadas do objecto que lhe dá origem ( 1, 2) u u = u w = u1a1 + u2a1 ⎡1 − 3⎤ ⎡ ⎤ w ⎢ ⎥ u1 = ⎢ 2 3 ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣u2 ⎦ ⎣2 − 4⎦ = Au O problema pode assim ser interpretado como um problema de determinação de um subespaço gerado por um conjunto de vectores. Resolvendo o sistema ⎡w1 ⎤ ⎡1 − 3⎤ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎡u1 ⎤ ⎢ w1 ⎥ = ⎢ 2 3 ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣u2 ⎦ ⎣w1 ⎦ ⎣2 − 4⎦ , recorrendo ao método de Gauss-Jordan, resulta >> >> A=[1 -3;2 3;0 -4]; >> B=[w1 w2 w3].' >> escalonar([ A B]) [ 1, -3, w1] [ 2, 3, w2] [ 0, -4, w3] Passo 1: (-2)*L1 + L2 => L2 [ 1, -3, w1] [ 0, 9, w2-2*w1] [ 0, -4, w3] Passo 2: (1/9)*L2 => L2 [ 1, -3, w1] [ 0, 1, 1/9*w2-2/9*w1] [ 0, -4, w3] Passo 3: (3)*L2 + L1 ==> L1 (4)*L2 + L3 ==> L3 © Prof. José Amaral ALGA M06 - 17 12-11-2007
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>> rref([A B])<br />
ans =<br />
1 0 0<br />
0 1 0<br />
0 0 1<br />
, concluímos que o sist<strong>em</strong>a é impossível, pelo que w 3 não é uma imag<strong>em</strong> da transformação.<br />
Outro modo <strong>de</strong> abordar a questão seria <strong>de</strong>terminar o subespaço <strong>de</strong><br />
3<br />
R gerado pelas<br />
colunas da matriz da transformação. Ou seja, sendo 1 ( 1,<br />
2,<br />
2)<br />
= a e ) 4 , 3 , 3 ( a 2 = − − os<br />
vectores correspon<strong>de</strong>ntes às colunas da matriz da transformação, uma imag<strong>em</strong>, ( 1, 2)<br />
w w = w ,<br />
não é mais do que uma combinação linear <strong>de</strong>stes vectores, sendo os coeficientes as<br />
coor<strong>de</strong>nadas do objecto que lhe dá orig<strong>em</strong> ( 1, 2)<br />
u u = u<br />
w = u1a1<br />
+ u2a1<br />
⎡1<br />
− 3⎤<br />
⎡ ⎤<br />
w<br />
⎢ ⎥ u1<br />
=<br />
⎢<br />
2 3<br />
⎥⎢<br />
⎥<br />
⎢ ⎥<br />
⎣u2<br />
⎦<br />
⎣2<br />
− 4⎦<br />
= Au<br />
O probl<strong>em</strong>a po<strong>de</strong> assim ser interpretado como um probl<strong>em</strong>a <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminação <strong>de</strong> um subespaço<br />
gerado por um conjunto <strong>de</strong> vectores. Resolvendo o sist<strong>em</strong>a<br />
⎡w1<br />
⎤ ⎡1<br />
− 3⎤<br />
⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎡u1<br />
⎤<br />
⎢<br />
w1<br />
⎥<br />
=<br />
⎢<br />
2 3<br />
⎥⎢<br />
⎥<br />
⎢ ⎥ ⎢ ⎥<br />
⎣u2<br />
⎦<br />
⎣w1<br />
⎦ ⎣2<br />
− 4⎦<br />
, recorrendo ao método <strong>de</strong> Gauss-Jordan, resulta<br />
<br />
>> >> A=[1 -3;2 3;0 -4];<br />
>> B=[w1 w2 w3].'<br />
>> escalonar([ A B])<br />
[ 1, -3, w1]<br />
[ 2, 3, w2]<br />
[ 0, -4, w3]<br />
Passo 1:<br />
(-2)*L1 + L2 => L2<br />
[ 1, -3, w1]<br />
[ 0, 9, w2-2*w1]<br />
[ 0, -4, w3]<br />
Passo 2:<br />
(1/9)*L2 => L2<br />
[ 1, -3, w1]<br />
[ 0, 1, 1/9*w2-2/9*w1]<br />
[ 0, -4, w3]<br />
Passo 3:<br />
(3)*L2 + L1 ==> L1<br />
(4)*L2 + L3 ==> L3<br />
© Prof. José Amaral ALGA M06 - 17 12-11-2007