5. Dados los vectores u = -6i + 9j y v = -i + 9j es correcto afirmar que el vector w
= -11i - 9j es una combinación lineal de u y v? Justifique su respuesta.
5.1.Sea el conjunto N = {Matrices Simétricas Cuadradas N2x2} y sea V el espacio
vectorial conformado por las matrices cuadradas M2x2. Demostrar que N es un
subespacio del espacio vectorial V.
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Para que el vector w sea una combinación lineal de los vectores u y v, se debe cumplir la definición de combinación lineal de vectores:
w = k1*u + k2*v
donde k1 y k2 son escalares
-11i - 9j = k1 (-6i + 9j) + k2 (-i + 9j)
Igualando las componentes:
-11 = -6k1 - k2
-9 = 9k1 + 9k2 ; -1 = k1 + k2
Despejando k1 de la 2da ecuación:
k1 = -1 - k2
Sustituyendo en la 1era ecuación:
-11 = -6 ( -1 - k2) - k2
-11 = 6 + 6k2 - k2
-11 - 6 = 5k2
k2 = -17/5
Sustituyendo k2
k1 = -1 - (-17/5)
k1 = (-5 + 17)/5
k1 = 12/5
Comprobación:
2) -1 = (12 - 17)/5
-1 = -1
1) -11 = -6 (12/5) - (-17/5)
-11 = (-72 + 17)/5
-11 = -11
Sol: k1 = 12/5 ; k2 = -17/5
Para que N sea un subespacio del espacio vectorial de V, se debe cumplir las siguientes condiciones:
a) Si u y v son vectores de N, entonces u + v está en W
b) Si k es cualquier escalar y u es cualquier vector en W, entonces ku está en W.
u = u11 u12 ; v = v11 v12
u21 u22 v21 v22
u + v = u11 u12 + v11 v12
u21 u22 v21 v22
u + v = u11 + v11 u12 + v12
u21 + v21 u22 + v22
Se cumple, puesto que u + v es una matriz de 2x2 que también está contenida en el espacio vectorial V M2x2
ku = k u11 u12 = ku11 ku12
u21 u22 ku21 ku22
ku está contenida en V, puesto que genera también una matriz de M2x2
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w = k1*u + k2*v
donde k1 y k2 son escalares
-11i - 9j = k1 (-6i + 9j) + k2 (-i + 9j)
Igualando las componentes:
-11 = -6k1 - k2
-9 = 9k1 + 9k2 ; -1 = k1 + k2
Despejando k1 de la 2da ecuación:
k1 = -1 - k2
Sustituyendo en la 1era ecuación:
-11 = -6 ( -1 - k2) - k2
-11 = 6 + 6k2 - k2
-11 - 6 = 5k2
k2 = -17/5
Sustituyendo k2
k1 = -1 - (-17/5)
k1 = (-5 + 17)/5
k1 = 12/5
Comprobación:
2) -1 = (12 - 17)/5
-1 = -1
1) -11 = -6 (12/5) - (-17/5)
-11 = (-72 + 17)/5
-11 = -11
Sol: k1 = 12/5 ; k2 = -17/5
Para que N sea un subespacio del espacio vectorial de V, se debe cumplir las siguientes condiciones:
a) Si u y v son vectores de N, entonces u + v está en W
b) Si k es cualquier escalar y u es cualquier vector en W, entonces ku está en W.
u = u11 u12 ; v = v11 v12
u21 u22 v21 v22
u + v = u11 u12 + v11 v12
u21 u22 v21 v22
u + v = u11 + v11 u12 + v12
u21 + v21 u22 + v22
Se cumple, puesto que u + v es una matriz de 2x2 que también está contenida en el espacio vectorial V M2x2
ku = k u11 u12 = ku11 ku12
u21 u22 ku21 ku22
ku está contenida en V, puesto que genera también una matriz de M2x2
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