Hola
La idea es correcta; pero hay algunas cosas que no están bien :
Buenas a todos, he realizado una demostración al siguiente problema:
Si \( traza(A^tA) = 0 \), entonces \( A^tA \) es la matriz nula, considerando que \( A \) es una matriz de orden \( n \times n \) sobre los reales
Demostración:
Primero, igualamos \( A^tA \) a una matriz \( M \) :
\( A^tA=M = [m_{ij}]_n \)
A partir de ello, obtenemos el elemento matricial de la matriz \( M \) que se encuentre en cualquier fila o columna de esta:
\( m_{ij} = \sum_{k = 1}^n a_{ik}^t a_{ki} = \sum_{k = 1}^n (a_{ki})² \)
Luego, usamos la hipótesis para obtener cierta igualdad usando también lo realizado en el paso anterior:
\( traza(A^tA) = \sum_{i = 1}^n (\sum_{k = 1}^n (a_{ki})²) = 0 \)
Siguiendo con ello, podemos percatarnos que \( \sum_{i = 1}^n (\sum_{k = 1}^n (a_{ki})²) \) nos da \( 0 \) y al estar dentro de la sumatoria interior un elemento elevado al cuadrado, este elemento solo podría ser \( 0 \), pues cualquier elemento elevado al cuadrado nos da siempre un valor positivo y para que al sumar números elevados al cuadrado obtengamos \( 0 \) como resultado, entonces dichos números tienen que ser \( 0 \) (recordemos que estamos trabajando sobre los reales) :
\( (a_{ki})² = 0 \rightarrow a_{ki} = 0; 1 \leq k \leq n; 1 \leq i \leq n \)
Obtuvimos que \( a_{ki} = 0 \), pero este valor se usa para obtener el elemento matricial de la matriz \( M \) :
\( m_{ij} = \sum_{k = 1}^n (a_{ki})² = 0 \)
Además, \( M \) es igual a la matriz \( A^tA \), por lo que, tienen el mismo elemento matricial en la fila y columna correspondiente, entonces:
\( A^tA = M = [m_{ij}]_n = [0]_n = 0 \), siendo \( 0 \) la matriz nula
Por lo tanto, si \( traza(A^tA) = 0 \) entonces \( A^tA = 0 \)
Mi duda con todo ello es sobre si la demostración esta bien, pues si bien considero que todo tiene coherencia puede que este equivocado y existe algún paso que asume algo sin justificación o esta mal en teoría. Fuera de ello, ¿cuál consideran que es la mejor forma de poder saber, por cuenta propia, que la demostración realizada está bien hecha? Pues si bien una demostración debe ser convincente, también es cierto que a uno mismo le podría ser convincente o estar aparentemente bien, pero para los demás, conocedores del tema que abarca la demostración, les resulta errónea. Sin embargo, no siempre se tiene la posibilidad de preguntar a alguien más sobre ello, aunque este foro pueda ser un espacio donde sí se puedan compartir tales cosas, considero que también uno debería tener la capacidad de poder ser lo suficientemente capaz de saber si su demostración es correcta. Agradezco de antemano su atención.
Se entiende que \( m_{ij}=A^t_i\cdot{A^j} \) es decir es la sumatoria de la multiplicación término a término de la fila
i de
\( A^t \) con la columna
j de la matriz
A; pero \( A^t_i=A^i \) (la fila
i de \( A^t \) es la columna
i de A) entonces se tiene \( m_{ij}=A^t_i\cdot{A^j}=A^i\cdot{A^j}=\displaystyle\sum_{k=1}^n{a_{ki}a_{kj}} \), en este punto hay que considerar
los elementos de la diagonal de la matriz producto y recién se llega a \( m_{ii}=\displaystyle\sum_{k=1}^n{a^2_{ki}}, \ \ \ i=1,2,...,n \)
Para lo que sigue veo que la idea es correcta; pero se puede expresar mejor, una idea para autocorregirse, es cada vez que des un paso, pregúntate si esta justificado por conocimientos, teoremas previos, creo que puedes seguir. En caso contrario pregunta por partes específicas.
Saludos