Autor Tema: Rouché–Frobenius y Sistema Homogeneo

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17 Agosto, 2022, 09:40 pm
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Nub

  • $$\Large \color{#5b61b3}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
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Hola de nuevo.
Dado un sistema de ecuaciones homogeneo de m ecuaciones y n incognitas, probar que que si \( m < n \) entonces el sistema tiene soluciones no triviales.
Se me ocurrió hacer dos cosas, un sistema genérico y escalerizarlo y encontrar el conjunto solución pero no pude, ya que no tengo como eliminar algun coeficiente, supongamos que sea de n=3 y m=2

\begin{bmatrix}{a}&{b}&{c}\\{d}&{f}&{g}\end{bmatrix}

tendria que eliminar d pero no se cual es el valor de d y no creo que se pueda eliminar

Y la otra cosa es simplemente usar un corolario del teorema de Rouché–Frobenius que dice: Sea A una matriz \( m × n \) con \( n > m \), el sistema homogéneo asociado tiene más incógnitas que ecuaciones y resulta indeterminado y si es indeterminado tiene mas de una solución

La cosa aca es que no creo que me pongan un ejercicio que diga que lo demuestre y de respuesta sea "Por el corolario de Rouché–Frobenius" :)
Entonces que tendría que hacer? demostrar el corolario? y como hago si no puedo escalerizarlo

17 Agosto, 2022, 11:03 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

 En este tipo de cuestiones es importante saber que teoría previa puedes usar (porque ya la has estudiado o se da por sabida) para probar el resultado. Como bien dices podría ser un corolario inmediato del Teorema de Roché o también podría probarse con teoría de aplicaciones lineales y espacios vectoriales.

 Una idea sin usar mucha batería es por induccion.

 Básicamente la cosa es suponer cierto el resultado para \( m-1 \) ecuaciones y cualquier número de incógnitas mayor que \( m-1 \).

 Entonces para probarlo para \( m \) ecuaciones y \( n>m \) incógnitas, despejas una incógnita en una ecuación y sustituyes en el resto. Te queda una ecuación menos y una incógnita menos y ahí puedes aplicar la hipótesis de inducción.

 Por supuesto también tienes que probar el caso base de una sola ecuación.

Saludos.

17 Agosto, 2022, 11:29 pm
Respuesta #2

Nub

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Hola

 En este tipo de cuestiones es importante saber que teoría previa puedes usar (porque ya la has estudiado o se da por sabida) para probar el resultado. Como bien dices podría ser un corolario inmediato del Teorema de Roché o también podría probarse con teoría de aplicaciones lineales y espacios vectoriales.

 Una idea sin usar mucha batería es por induccion.

 Básicamente la cosa es suponer cierto el resultado para \( m-1 \) ecuaciones y cualquier número de incógnitas mayor que \( m-1 \).

 Entonces para probarlo para \( m \) ecuaciones y \( n>m \) incógnitas, despejas una incógnita en una ecuación y sustituyes en el resto. Te queda una ecuación menos y una incógnita menos y ahí puedes aplicar la hipótesis de inducción.

 Por supuesto también tienes que probar el caso base de una sola ecuación.

Saludos.
Gracias Luis, al final la idea era por el corolario,y era bastante fácil, básicamente era darse cuenta de que una forma escalerizada de A (matriz generica mxn) siempre va tener menos o igual a m escalones, luego aplicar rouche frobenius y concluir que es compatible indeterminado