Autor Tema: Cálculo del determinante 2

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30 Abril, 2019, 06:00 am
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Marcos Castillo

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Hola, tengo una duda en torno a una cosa del pdf cuyo enlace es éste:

http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL1/pdfs/TEORIA2-2.pdf

En la primera página (11 del texto), a la izquierda, dice: \( \epsilon(\sigma)=(-1)^{k} \), donde \( k \) es el número de trasposiciones en que puede descomponerse \( \sigma \).
Mi duda: ¿\( k=\mbox{n° de elementos de} Perm(n) \)?.
Un saludo.

30 Abril, 2019, 09:49 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

Hola, tengo una duda en torno a una cosa del pdf cuyo enlace es éste:

http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL1/pdfs/TEORIA2-2.pdf

En la primera página (11 del texto), a la izquierda, dice: \( \epsilon(\sigma)=(-1)^{k} \), donde \( k \) es el número de trasposiciones en que puede descomponerse \( \sigma \).
Mi duda: ¿\( k=\mbox{n° de elementos de} Perm(n) \)?.
Un saludo.

No. \( k \) es el número de trasposiciones (intercambios de posición de dos elementos) en que se descompone la permutación.

Por ejemplo para \( n=5 \) considera la permutación \( (4,3,1,2,5) \). Veamos como podemos conseguir esa permutación cambiando en cada paso sólo dos elementos:

\( (\color{red}1\color{black},2,\color{red}3\color{black},4,5)\to (\color{red}3\color{black},2,1,\color{red}4\color{black},5)\to
(4,\color{red}2\color{black},1,\color{red}3\color{black},5)\to (4,3,1,2,5) \)

Lo hemos hecho en tres pasos, por tanto \( k=3 \) y la signatura de \( (4,3,1,2,5) \) es \( (-1)^3=-1 \).

Saludos.

P.D. Aquí tienes como se desarrolla la fórmula para \( n=4 \).

http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL1/pdfs/SOLUCION3-2011-12.pdf

30 Abril, 2019, 10:07 am
Respuesta #2

Marcos Castillo

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¡Muchísimas gracias!. Te confieso que no he pinchado el enlace. No sé trabajar con más de un texto :'(

30 Abril, 2019, 12:31 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

Te confieso que no he pinchado el enlace. No sé trabajar con más de un texto :'(

No entiendo que quieres decir; el enlace último no es más que un ejemplo, ¿qué problema tiene pincharlo y leerlo?.

Saludos.

30 Abril, 2019, 01:07 pm
Respuesta #4

feriva

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Te confieso que no he pinchado el enlace.

Hola, Marcos. En el enlace que te pone Luis aparecen todas las permutaciones de cuatro números y sus signaturas a partir de las trasposiciónes que hacen falta para llegar de una a otra.

(El PDF tuyo también te dice que se pueden hacer más o menos trasposiciones para llegar de una permutación a otra, pero la signatura no cambia pese a eso).

Creo recordar que en los libros de la UNED de Álgebra I y II (o quizá en los de análisis, no sé ahora) venía esto de los ciclos de permutaciones, pero lo he buscado y no lo encuentro así a primera vista. Puede que lo recuerde mal.

Spoiler

En wikipedia, si se te ha ocurrido consultar, te viene un poco sobre permutaciones cíclicas, pero cualquiera que lo vea y no sepa de lo que va, puede que no lo entienda bien, porque faltan cosas por explicar.

Te pone las permutaciones de esta forma

\( \sigma=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
3 & 2 & 1 & 4 & 5
\end{array}\right)
  \)

donde arriba tenemos la del orden y abajo la permutacion en sí; el 3 está el 1º, el 2 está en el 2º, etc.

Es una trasposición respecto de la de arriba, sólo cambia el primero por el tercero y viceversa.

Ahora, lo que quizá no se ve tan bien: no importa cambiar las columnas de sitio, por ejemplo, cambiemos la primera por la segunda (puedes cambiar las que quieras)

\( \sigma=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
3 & 2 & 1 & 4 & 5
\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccccc}
2 & 1 & 3 & 4 & 5\\
2 & 3 & 1 & 4 & 5
\end{array}\right)
  \)

Nos sigue hablando de la misma trasposición, el 2 está en su sitio, el 3 está el primero, etc.

Seguidamente imagina que tenemos otra permutación

\( \alpha=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
1 & 2 & 3 & 5 & 4
\end{array}\right)
  \) donde es una trasposición respecto de la de arriba, sólo cambia el cuatro por el cinco.

Por lo dicho, podemos ordenarla cambiando columnas de manera que la fila de arriba quede como la fila de abajo de la que teníamos, de sigma \( \sigma=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
3 & 2 & 1 & 4 & 5
\end{array}\right)
  \); así:

\( \alpha=\left(\begin{array}{ccccc}
3 & 2 & 1 & 4 & 5\\
3 & 2 & 1 & 5 & 4
\end{array}\right)
  \)

entonces la composición de las permutaciones \( \sigma\circ\alpha
  \) es

\( \sigma\circ\alpha=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
{\color{blue}3} & {\color{blue}2} & {\color{blue}1} & {\color{blue}4} & {\color{blue}5}
\end{array}\right)\circ\left(\begin{array}{ccccc}
{\color{blue}3} & {\color{blue}2} & {\color{blue}1} & {\color{blue}4} & {\color{blue}5}\\
3 & 2 & 1 & 5 & 4
\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5\\
3 & 2 & 1 & 5 & 4
\end{array}\right)
  \)

Y ahí se reflejan las dos trasposiciones que hay en las dos permutaciones (3,2,1,5,4): el 1 cambia por el 3 y el 4 cambia por el 5.

[cerrar]

Saludos.

30 Abril, 2019, 01:31 pm
Respuesta #5

Marcos Castillo

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feriva, ¿en el pdf y en el ejemplo hay datos contradictorios?; no entiendo tu mención a las signaturas en tu mensaje.  :-[

30 Abril, 2019, 01:45 pm
Respuesta #6

Marcos Castillo

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¡Era muy importante leer el ejemplo!. El movimiento se demuestra andando. Muy, muy interesante. Estoy con el móvil. Voy a imprimirlo, porque creo que voy a tener que repetir la misma pregunta que hice sobre \( \sigma \). No puedo concretar la duda ahora. Tengo que revisarlo todo.
¡Gracias de verdad a este foro!

30 Abril, 2019, 03:02 pm
Respuesta #7

feriva

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feriva, ¿en el pdf y en el ejemplo hay datos contradictorios?; no entiendo tu mención a las signaturas en tu mensaje.  :-[

¿En qué ejemplo?

Una trasposición es el ciclo más sencillo que hay. Mediante composición de trasopiciones podemos llegar a cualquier permutación a partir de una dada (esto es principal, a partir de una dada) y según la cantidad de trasposiciones que necesitemos, según sea par o impar, cambia el signo.

Se me ha ocurrido que a lo mejor podrías haber consultado la Wikipedia (porque es típico) y he visto que no estaba explicado del todo, que había un lío de flechas; por eso, a título informativo, te he puesto lo del spoiler; mira

https://es.wikipedia.org/wiki/Permutaci%C3%B3n_c%C3%ADclica

Pero sólo era por eso, tampoco es necesario.

Como son sólo trasposiciones es mucho más cómodo pensarlo así:

Con el ejemplo de Luis

Parte de aquí \( (1,2,3,4,5)
  \) y llega aquí \( (4,3,1,2,5)
  \).

Empieza haciendo en \( (1,2,3,4,5)
  \) la traspoisición (1,3)

o sea, intercambia el primero (1) por el tercero (3)

obteniendo \( (3,2,1,4,5)
  \).

Apartir de la permutación obtenida, aplica la trasposición (1,4)

es decir, en \( (3,2,1,4,5)
  \) cambia le primero (3) por el cuarto (4)

y resulta \( (4,2,1,3,5)
  \)

Finalmente, a la última permutación le aplica la trasposición (2,4)

o sea, en \( (4,2,1,3,5)
  \) cambia el segundo (2) por el cuarto (3) y con eso ya llega a \( (4,3,1,2,5)
  \).

Lo mismo, a lo mejor, se puede hacer en 5 ó en 7... o las trasposiciones que sean, pero entiendo que el PDF da a entender que siempre será impar, porque dice que la signatura no cambia.


Saludos

30 Abril, 2019, 05:16 pm
Respuesta #8

Marcos Castillo

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(El PDF tuyo también te dice que se pueden hacer más o menos trasposiciones para llegar de una permutación a otra, pero la signatura no cambia pese a eso).


Definicio´n 1.3 Dada una permutaci´on σ llamamos signatura de σ y la denotamos por (σ) al nu´mero: (σ) = (−1)k donde k es el nu´mero de trasposiciones en que puede descomponerse σ.

Esta frase la he copiado del pdf de http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL1/pdfs/TEORIA2-2.pdf, de la página 11, a la izquierda, Definición 1.3. ¿A qué te refieres cuando dices  "(...), pero la signatura no cambia pese a eso?". Estoy metiendo la pata, fijo, y no sé en qué.


Por otra parte, Luis, el ejemplo es fundamental. Ya lo tengo en papel. Veo lo siguiente:


\( Perm(4) \) es el conjunto \( {\sigma_{1}, \sigma_{2},..., \sigma_{24}} \); pero, por poner otro ejemplo siguiendo la teoría del pdf que acabo de citar (TEORIA2-2.pdf), en su primera página, al dar la aplicación \( \sigma \): cojo una permutación del ejemplo que me daba miedo mirar  :laugh: : \( \sigma_{2}=(1,2,4,3) \); pues bien, siguiendo (o más bien tratando de seguir) TEORIA2-2.pdf: \( \sigma_{2} \) es el conjunto \( {\sigma(1)=1, \sigma(2)=2, \sigma(3)=4, \sigma(4)=3} \). ¿Estoy en lo cierto?. Porque si lo estoy, esto me parece un baile de sigmas. Me refiero al último conjunto que he escrito. ¿Dónde está mi error?.

¡Un saludo, feriva, Luis!

30 Abril, 2019, 05:38 pm
Respuesta #9

Luis Fuentes

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Hola

Definicio´n 1.3 Dada una permutaci´on σ llamamos signatura de σ y la denotamos por (σ) al nu´mero: (σ) = (−1)k donde k es el nu´mero de trasposiciones en que puede descomponerse σ.

Esta frase la he copiado del pdf de http://caminos.udc.es/info/asignaturas/grado_tecic/101/AL1/pdfs/TEORIA2-2.pdf, de la página 11, a la izquierda, Definición 1.3. ¿A qué te refieres cuando dices  "(...), pero la signatura no cambia pese a eso?". Estoy metiendo la pata, fijo, y no sé en qué.

Lo que quieres decir feriva y el PDF es que puede que una misma permutación pueda descomponerse en distintos números de trasposiciones. Por ejemplo si \( n=3 \) para llegar al orden \( (1,3,2) \) puedes hacer:

\( (1,2,3)\to (2,1,3)\to (2,3,1)\to (1,2,3) \) (en cada paso sólo cambian de orden dos elementos y son tres pasos).
\( (1,2,3)\to (1,3,2)) \) (en cada paso sólo cambian de orden dos elementos y es un paso).

Pero como ambos son impares \( (-1)^1=(-1)^3=-1 \) luego la signatura no depende del número de pasos sino de su paridad; sólo depende de la permutación.

Citar
\( Perm(4) \) es el conjunto \( {\sigma_{1}, \sigma_{2},..., \sigma_{24}} \); pero, por poner otro ejemplo siguiendo la teoría del pdf que acabo de citar (TEORIA2-2.pdf), en su primera página, al dar la aplicación \( \sigma \): cojo una permutación del ejemplo que me daba miedo mirar  :laugh: : \( \sigma_{2}=(1,2,4,3) \); pues bien, siguiendo (o más bien tratando de seguir) TEORIA2-2.pdf: \( \sigma_{2} \) es el conjunto \( {\sigma(1)=1, \sigma(2)=2, \sigma(3)=4, \sigma(4)=3} \). ¿Estoy en lo cierto?. Porque si lo estoy, esto me parece un baile de sigmas. Me refiero al último conjunto que he escrito. ¿Dónde está mi error?.

No hay ningún error grueso. ¿Por qué piensas que hay un error? Hay sutilezas: dices "... es el conjunto...". Más bien es la aplicación \( \sigma_2:\{1,2,3,4\}\to \{1,2,3,4\} \) definida como:

\( \sigma_2(1)=1,\qquad \sigma_2(2)=2,\qquad \sigma_2(3)=4,\quad \sigma_2(4)=3 \)

Uno usa \( (1,2,4,3) \) (que son las imágenes de los elementos \( 1,2,3,4 \)) como abreviatura de la aplicación anterior.

Recuerda que cada permutación de \( 4 \) elementos es una reordenación de esos elementos o equivalentemente una aplicación biyectiva del conjunto \( \{1,2,3,4\} \) en si mismo.

Saludos.

P.D. Si es bueno que entiendas el ejemplo. Y es bueno que para \( n=2, n=3 \) tu mismo desarrolles la fórmula del determinante por permutaciones y veas que coincide con las que supongo conoces para una matriz \( 2\times 2 \) y \( 3\times 3 \).