Soluzioni
  • Per determinare la dimensione e una base dell'intersezione di due sottospazi di R^n definiti da equazioni cartesiane si deve considerare il sistema lineare omogeneo composto dalle equazioni che definiscono i due sottospazi, per poi estrarre una base dell'insieme delle soluzioni del sistema, che è una base per il sottospazio intersezione.

    I due sottospazi assegnati sono

     S = (x,y,z) ∈ R^3 | x-y+2z = 0 ; T = (x,y,z) ∈ R^3 | x-3y = 0, x+5y+8z = 0

    Costruiamo il sistema formato dalle loro equazioni

    x-y+2z = 0 ; x-3y = 0 ; x+5y+8z = 0

    e calcoliamone le soluzioni.

    La matrice dei coefficienti associata al sistema è

    A = [1 -1 2 ; 1 -3 0 ; 1 5 8]

    Applicando la regola di Sarrus lasciamo a voi il compito di verificare che il suo determinante è nullo.

    La sottomatrice di ordine 2 estratta da A eliminando la prima colonna e la terza riga ha determinante non nullo

    det[-1 2 ;-3 0] = 6 ≠ 0

    dunque il rango di A è 2, e per il teorema di Rouché Capelli il sistema ammette ∞^(3-2) = ∞^1 soluzioni.

    Assegniamo a 1 incognita il ruolo di parametro libero. Poniamo, ad esempio, y = a, con a ∈ R e ricaviamo il valore di x e di z in funzione di a

    y = a ; x-3y = 0 → x = 3y = 3a ; x-y+2z = 0 → 2z = -x+y = -3a+a = -2a → z = -a

    Le ∞^1 soluzioni del sistema sono

    (x,y,z) = (3a,a,-a), con a∈ R

    Scritte sotto forma di combinazione lineare forniscono il vettore che forma una base per lo spazio delle soluzioni del sistema, e quindi una base per S ∩ T

    (x,y,z) = (3a,a,-a) = a(3,1,-1)

    Dunque

    mathcalB_(S ∩ T) = (3,1,-1)

    La base è formata da un solo vettore, quindi la dimensione di S ∩ T è 1.

    Tutto qui. ;)

    Risposta di Galois
 
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