Álxebra Lineal: Formas bilineais e cuadráticas

De testwiki
Saltar á navegación Saltar á procura

Modelo:Álxebra

Formas bilineares

‘‘‘Definición’‘‘: Unha función ‘‘g’‘ do produto cartesiano V×VK (onde ‘‘V’‘ é un espazo vectorial de dimensión finita sobre o corpo ‘‘K’‘) é dita ‘‘‘bilinear’‘‘ se, u,v,wV,λK:

  • g(u+v,w)=g(u,w)+g(v,w)
  • g(λu,v)=λg(u,v)
  • g(u,v+w)=g(u,v)+g(v,w)
  • g(u,λv)=λg(u,v)

Exemplos

  • Produto interno nun espazo vectorial real;
  • f:V×VK, tal que f(u,v)=0,u,vV.

Contra-exemplos

  • Produto interno nun espazo vectorial complexo;
  • f:V×VK, tal que f(u,v)=3,u,vV;

Matriz asociada a unha forma bilinear

Sexan g:V×VK unha forma bilinear, e α={v1,v2,,vn} unha base de ‘‘V’‘. Sexan ‘‘X’‘ e ‘‘Y’‘ dous vectores de V, baixo a forma de matriz columna:

X=(x1x2xn),Y=(y1y2yn)

Entón:

g(X,Y)=XtAY,

onde ‘‘A’‘ é a matriz asociada á forma bilinear ‘‘g’‘.

A matriz ‘‘A’‘ dáse por:

[a11a1nan1ann]

onde aix=f(vi,vx)

Formas bilineares simétricas

Unha forma bilinear g:V×VK é dita ‘‘‘simétrica’‘‘ se g(u,v)=g(v,u)

‘‘‘Proposición’‘‘: g:V×VK é unha forma bilinear simétrica se, e soamente se, a matriz asociada á forma bilinear é simétrica en calquera base de ‘‘V’‘.

Formas cuadráticas

Dada unha forma bilinear simétrica g:V×VK, definimos unha función f:VK, definida por f(v)=g(v,v), chamada ‘‘‘forma cuadrática’‘‘ asociada á forma bilinear ‘‘g’‘.

Note que:

  • f(u+v)=f(u)+2g(u,v)+f(v)
  • f(λv)=λ2f(v)

Fórmulas de polarización

As ‘‘‘fórmulas de polarización’‘‘ permiten que, dada a forma cuadrática ‘‘f’‘, se descubra a forma bilinear ‘‘g’‘ que a orixinou. Eis dúas desas fórmulas:

  • g(u,v)=14(f(u+v)f(uv))
  • g(u,v)=12(f(u+v)f(u)f(v))

Modelo:Álxebra