Autor Tema: Ejercicio de Cálculo Simbólico

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04 Diciembre, 2013, 12:06 pm
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fonsi

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Buenos días, en mi facultad nos han colocado un ejercicio de cálculo simbólico en álgebra, tras darle muchas vueltas llegamos a una conclusión en el y tras pasarnos por el despacho del profesor de la asignatura nos dijo que estaba todo mal y que lo volviésemos a hacer. No voy a colocaros aquí todo el ejercicio pues queremos sacarlo por nosotros pero la primera parte(que me parece algo clave para ver el resto y de la cual estábamos muy seguros al principio) si que os voy a pedir ayuda con ella. El apartado dice así:

Escribir, si es posible, una matriz \( A \) que pertenece a \( R \), que la matriz sea \( 4\times 4 \) y de rango \( 1 \) y que tenga algún autovalor complejo no real.


Muchas gracias.

04 Diciembre, 2013, 12:19 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 fonsi: Bienvenido al foro.

 Recuerda leer y seguir  las reglas del mismo así como el tutorial del LaTeX para escribir las fórmulas matemáticas correctamente.

 En cuanto al problema:

 1) Comprueba que si \( rango(A)=1 \) y \( A\in M_{4\times 4} \) entonces \( 0 \) es autovalor de \( A \) con multiplicidad geométrica tres.

 2) Utiliza que la multiplicidad algebraica es siempre igual o superior a la geométrica.

 3) Utiliza que para un polinomio con coeficientes reales si un complejo \( z \) es raíz del mismo, también su conjugado \( \bar z \) lo es.

 4) Aplica el Teorema fundamental del Álgebra.

 ¿Conclusión?.

Saludos.

04 Diciembre, 2013, 05:43 pm
Respuesta #2

fonsi

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Gracias por ser tan rápido constando y por la bienvenida. Perdón por lo del latex, no me di aclarado, como no nos damos aclarado con el ejercicio. El profesor en cuestión esta empeñado en que tiene solución pero nosotros no la damos encontrado, ni con vuestra ayuda.  :( :( :(

04 Diciembre, 2013, 05:55 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Gracias por ser tan rápido constando y por la bienvenida. Perdón por lo del latex, no me di aclarado, como no nos damos aclarado con el ejercicio. El profesor en cuestión esta empeñado en que tiene solución pero nosotros no la damos encontrado, ni con vuestra ayuda.  :( :( :(

¿Pero habéis intentado seguir el razonamiento qué propongo?.

La conclusión es que no existe una matriz en esas condiciones y lo que propongo es una prueba rigurosa de ese hecho.

1) Como \( rango(A)=1 \) entonces \( dim(ker(A-0\cdot Id))=4-rango(A-0\cdot Id)=3 \) y así \( 0 \) es un autovalor de multiplicidad geométrica \( 3 \).

2) Como la multiplicidad algebraica es mayor o igual que la geométrica, el \( 0 \) es un autovalor de multiplicidad algebraica mayor o igual que \( 3 \).

3-4) El polinomio característico de \( A \) es un polinomio de grado cuatro y coeficientes reales. Sus raíces son los autovalores. Por lo dicho en (2), el \( 0 \) es una de esas raíces con multiplicidad al menos \( 3 \). Por el teorema fundamental del Álgebra el polinomio tiene exactamente cuatro raíces (contadas con multiplicidad) luego a lo sumo podría tener una cuarta raíz distinta de cero.

Pero el número de raíces no relaes de un polinomio con coeficientes reales siempre es par (ya que si un complejo es raíz también lo es su conjugado); por tanto si esa cuarta raíz fuese compleja no real, debería de haber otra distinta de cero y eso es imposible.

¿Entendéis el razonamiento? ¿Le véis algún fallo?.

Saludos.