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Examenes, Exámenes de Álgebra

Asignatura: Álgebra I (Grado), Profesor: Juan A. Navarro González, Carrera: Matemáticas, Universidad: UNEX

Tipo: Exámenes

2016/2017

Subido el 13/05/2017

ananyyym98
ananyyym98 🇪🇸

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Examen de ´
ALGEBRA LINEAL I
5 de julio de 2016
Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual.
Los resultados han de simplificarse en lo posible.
1) Demostrar que la siguiente ecuaci´on carece de soluciones enteras:
x23y3= 2
2) Calcular el signo de la permutaci´on
σ= (123)(145)(2647)
y descomponer σ1en producto de trasposiciones.
3) (a) Enunciar el lema fundamental de la Teor´ıa de la Dimensi´on.
(b) Usarlo para probar que todas las bases de un espacio vectorial tienen igual umero
de vectores.
4) Sea e1, e2, e3, e4una base de un espacio vectorial complejo E. Probar que los vectores
v1=e2+ie3,
v2=e3+ie4,
son linealmente independientes, y determinar otros dos vectores v3, v4Etales que v1, v2, v3, v4
formen una base de E.
5) Definir el ucleo y la imagen de una aplicaci´on lineal, y demostrar que son subespacios
vectoriales.
6) Sea f:EFuna aplicaci´on lineal inyectiva. Si unos vectores e1, . . . , enE
son linealmente independientes, probar que los vectores f(e1), . . . , f(en)Ftambi´en son
linealmente independientes.
7) Demostrar la existencia de bases ortonormales en los espacios vectoriales eucl´ıdeos.
8) Probar que si un tri´angulo tiene dos medianas iguales, entonces tiene dos lados iguales.
(Las medianas unen un ertice con el punto medio del lado opuesto).
9) Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on de endomorfismos.
10) Dar un ejemplo de un endomorfismo T:EEde un espacio vectorial complejo E
que no sea diagonalizable.
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5 de julio de 2016

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual. Los resultados han de simplificarse en lo posible.

  1. Demostrar que la siguiente ecuaci´on carece de soluciones enteras:

x^2 − 3 y^3 = 2

  1. Calcular el signo de la permutaci´on

σ = (123)(145)(2647)

y descomponer σ−^1 en producto de trasposiciones.

  1. (a) Enunciar el lema fundamental de la Teor´ıa de la Dimensi´on. (b) Usarlo para probar que todas las bases de un espacio vectorial tienen igual n´umero de vectores.

  2. Sea e 1 , e 2 , e 3 , e 4 una base de un espacio vectorial complejo E. Probar que los vectores

v 1 = e 2 + ie 3 , v 2 = e 3 + ie 4 ,

son linealmente independientes, y determinar otros dos vectores v 3 , v 4 ∈ E tales que v 1 , v 2 , v 3 , v 4 formen una base de E.

  1. Definir el n´ucleo y la imagen de una aplicaci´on lineal, y demostrar que son subespacios vectoriales.

  2. Sea f : E → F una aplicaci´on lineal inyectiva. Si unos vectores e 1 ,... , en ∈ E son linealmente independientes, probar que los vectores f (e 1 ),... , f (en) ∈ F tambi´en son linealmente independientes.

  3. Demostrar la existencia de bases ortonormales en los espacios vectoriales eucl´ıdeos.

  4. Probar que si un tri´angulo tiene dos medianas iguales, entonces tiene dos lados iguales. (Las medianas unen un v´ertice con el punto medio del lado opuesto).

  5. Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on de endomorfismos.

  6. Dar un ejemplo de un endomorfismo T : E → E de un espacio vectorial complejo E que no sea diagonalizable.

20 de mayo de 2016

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual. Los resultados han de simplificarse en lo posible.

  1. Determinar si el n´umero n = 2015^2016 + 2016^2015 es m´ultiplo de 7 o de 11.

  2. Hallar la parte real e imaginaria de las ra´ıces complejas del polinomio ix^2 + x − 1.

  3. (a) Definir los conceptos de espacio vectorial y subespacio vectorial. (b) Dar un subconjunto V de R^3 que sea subespacio vectorial de dimensi´on 2, y un subconjunto X de R^3 que contenga a V y no sea un subespacio vectorial.

  4. Hallar un suplementario en C^3 del subespacio vectorial generado por e = (1, i, 1).

  5. Enunciar y demostrar el Teorema de Isomorf´ıa para aplicaciones lineales.

  6. Consid´erese la aplicaci´on lineal f : R^3 → R^2 , f (x, y, z) = (x + y, y − z). Hallar una base del n´ucleo de f y una base de la imagen de f.

  7. Sea V un subespacio vectorial de un espacio vectorial eucl´ıdeo E. Definir el subespacio ortogonal V ⊥^ y probar que su dimensi´on es dim E − dim V.

  8. Hallar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal en R^3 del subespacio vecto- rial generado por el vector e = (1, − 2 , 1).

  9. Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on de endomorfismos.

  10. Determinar si es diagonalizable el endomorfismo de R^3 definido por la matriz  

25 de junio de 2015

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual. Los resultados han de simplificarse en lo posible.

  1. Determinar los n´umeros naturales n tales que 4 n^ + 2 es m´ultiplo de 11.

  2. Hallar la parte real e imaginaria, y el m´odulo y el argumento del n´umero complejo

z =

3 i 1 + i

  1. (a) Definir los conceptos de sistema de generadores, independencia lineal, base y coordenadas en una base. (b) Demostrar que todo sistema de generadores de un espacio vectorial E 6 = 0 contiene una base de E.

  2. Hallar un suplementario en C^4 del subespacio vectorial generado por los vectores e 1 = (i, 0 , 1 , 0) y e 2 = (0, 1 , 0 , i).

  3. (a) Definir los conceptos de aplicaci´on inyectiva, aplicaci´on lineal, y de imagen y n´ucleo de una aplicaci´on lineal. (b) Demostrar que una aplicaci´on lineal f es inyectiva si y s´olo si Ker f = 0.

  4. Sea f : E → E una aplicaci´on lineal y pongamos f 2 = f ◦ f. Demostrar que (Ker f ) + (Im f ) = E si y s´olo si Im f = Im f 2.

  5. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial eucl´ıdeo E, demostrar que

dim V ⊥^ = dim E − dim V.

  1. Hallar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal en R^4 del subespacio vecto- rial V de ecuaciones impl´ıcitas { x 1 + x 3 + x 4 = 0 x 1 + x 2 − x 3 = 0

  2. Definir el polinomio caracter´ıstico de un endomorfismo T , y demostrar que sus ra´ıces son los valores propios de T.

  3. Determinar para qu´e valores de a ∈ R es diagonalizable el endomorfismo de R^2 definido por la matriz

A =

0 a

22 de mayo de 2015

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual. Los resultados han de simplificarse en lo posible.

  1. Determinar el m´ultiplo de 11 m´as cercano al n´umero

n = 2015^2014 − 5102.

  1. Hallar la parte real e imaginaria, y el m´odulo y el argumento de las ra´ıces cuadradas complejas de z = 1 +

3 i.

(a) Definir los conceptos de espacio vectorial y subespacio vectorial. (b) Dar un ejemplo de un subconjunto de C^3 que no sea subespacio vectorial. (c) Dar un subconjunto de C^3 que sea un subespacio vectorial de dimensi´on 2.

  1. Hallar un suplementario en R^4 del subespacio vectorial generado por los vectores e 1 = (1, 0 , 1 , 0) y e 2 = (1, 2 , 3 , 4).

  2. Si V y W son dos subespacios vectoriales de un espacio vectorial de dimensi´on finita, demostrar que dim (V + W ) = dim V + dim W − dim (V ∩ W ).

  3. Sea f : E → E una aplicaci´on lineal y pongamos f 2 = f ◦ f. Demostrar que (Ker f ) ∩ (Im f ) = 0 si y s´olo si Ker f = Ker f 2.

  4. Definir el concepto de espacio vectorial eucl´ıdeo, y probar que todo espacio vectorial eucl´ıdeo E 6 = 0 admite bases ortonormales.

  5. Hallar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal en R^4 del subespacio vecto- rial generado por los vectores e 1 = (1, 0 , 1 , 0) y e 2 = (1, 2 , 3 , 4).

  6. Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on de endomorfismos.

  7. Determinar para qu´e valores de a ∈ R es diagonalizable el endomorfismo de R^2 definido por la matriz (^) ( a 1 0 1

2 de julio de 2014

Los resultados se han de simplificar en lo posible. Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual.

  1. (a) Definir los conceptos de relaci´on de equivalencia y clase de equivalencia. (b) Dada una relaci´on de equivalencia ≡ en un conjunto X, y dos elementos x, y ∈ X, demostrar que [x] = [y] si y s´olo si x ≡ y.
  2. Hallar las ra´ıces complejas del polinomio x^4 + 1.
  3. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial E de dimensi´on finita, probar que

dim V ≤ dim E dim E/V = dim E − dim V

  1. Sean V y W dos subespacios vectoriales suplementarios de un espacio vectorial E. Probar que si unos vectores w 1 ,... , wn ∈ W son linealmente independientes, entonces sus clases ¯w 1 ,... , w¯n en E/V tambi´en son linealmente independientes.
  2. (a) Definir los conceptos de aplicaci´on lineal, y de n´ucleo e imagen de una aplicaci´on lineal. (b) Demostrar que una aplicaci´on lineal f : E → F es inyectiva si y s´olo si Ker f = 0.
  3. Hallar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del n´ucleo y la imagen de la siguiente aplicaci´on lineal T :

T : R^2 → R^2 , T (x, y) = (x − 2 y, 2 y − x).

  1. Sea V un subespacio vectorial de un espacio vectorial eucl´ıdeo E. Demostrar las siguientes igualdades:

E = V ⊥^ ⊕ V V = (V ⊥)⊥

  1. Probar que el punto medio de la hipotenusa de un tri´angulo rect´angulo equidista de los tres v´ertices.
  2. Definir el polinomio caracter´ıstico de un endomorfismo T de un espacio vectorial de dimensi´on finita E, y demostrar que no depende de la base de E elegida.
  3. (a) Dar un ejemplo de un endomorfismo T : R^2 → R^2 que no tenga ning´un valor propio.

(b) ¿Existe alg´un endomorfismo del espacio vectorial complejo C^2 que no tenga ning´un valor propio?

22 de mayo de 2014

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual.

  1. Determinar si el n´umero n = 2014^2001 − 20131002 es m´ultiplo de 13.
  2. Hallar el m´odulo y el argumento del n´umero complejo

z =

1 + i 1 +

3 i

  1. (a) Definir los conceptos de espacio vectorial y de subespacio vectorial. (b) Partiendo de la definici´on, probar que en todo espacio vectorial se cumple que 0 · e = 0 y λ · (−e) = −(λ · e) para todo escalar λ y todo vector e.
  2. Sea e 1 , e 2 una base de un espacio vectorial E. (a) Probar que los vectores v 1 = 2e 1 + e 2 y v 2 = e 1 + 3e 2 forman una base de E. (b) Hallar las coordenadas del vector e = e 1 + e 2 en esta base v 1 , v 2.
  3. Enunciar y demostrar el teorema de Isomorf´ıa.
  4. Si f : E → F es una aplicaci´on lineal inyectiva y V, W son dos subespacios vectoriales de E, demostrar que f (V ∩ W ) = f (V ) ∩ f (W ).
  5. (a) Definir los concepto de espacio vectorial eucl´ıdeo y de base ortonormal. (b) Demostrar la existencia de bases ortonormales.
  6. En R^4 , con el producto escalar usual, hallar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal V ⊥^ del subespacio vectorial V dado por las ecuaciones { 0 = x 1 + 2x 2 + 3x 3 0 = x 4
  7. Demostrar que los valores propios de un endomorfismo son las ra´ıces de su polinomio caracter´ıstico.
  8. Determinar los n´umeros complejos α tales que el endomorfismo

T : C^2 → C^2 , T (x, y) = (x + αy, y)

es diagonalizable.

2 de julio de 2013

Las 10 preguntas punt´uan igual y, de tener apartados, ´estos punt´uan por igual.

  1. (a) Definir los conceptos de relaci´on de equivalencia y clase de equivalencia. (b) Probar que cada elemento est´a en una ´unica clase de equivalencia.

  2. Hallar el m´odulo y el argumento de una ra´ız c´ubica compleja de z = − 4

2 i.

  1. Si E es un espacio vectorial de dimensi´on finita, probar que (a) Todo sistema de generadores de E contiene una base de E. (b) Toda familia de vectores linealmente independiente puede ampliarse hasta obtener una base de E.

  2. Sea e 1 , e 2 , e 3 una base de un espacio vectorial complejo E, y consideremos en E los vectores v 1 = e 1 + ie 2 , v 2 = e 2 + ie 3 , v 3 = e 1 + e 3. (a) Hallar una base del subespacio vectorial V = 〈v 1 , v 2 , v 3 〉 que generan. (b) Determinar un suplementario de V en E.

  3. (a) Definir el n´ucleo de una aplicaci´on lineal y probar que es un subespacio vectorial. (b) Definir la imagen de una aplicaci´on lineal y probar que es un subespacio vectorial.

  4. Consid´erese la aplicaci´on lineal f : R^2 → R^3 , f (x, y) = (y − x, x + 2y, y). Fijar bases en R^3 y R^2 de modo que la matriz de f en tales bases sea  

  1. Probar que dim V ⊥^ = dim E − dim V.

  2. Dado un un paralelogramo ABCD, demostrar que la condici´on necesaria y suficiente para que sea un rect´angulo es que sus dos diagonales AC y BD sean de igual longitud.

A B

D C

  1. Definir el polinomio caracter´ıstico cT (x) de un endomorfismo T : E → E, probando que no depende de la base de E elegida.

  2. ¿Es diagonalizable el endomorfismo T : C^3 → C^3 , T (x, y, z) = (y, z, x)?

3 de junio de 2013

  1. Definir el concepto de signo de una permutaci´on, y demostrar que el signo de un producto de permutaciones es el producto de los signos.

  2. Determinar el m´odulo y el argumento de las ra´ıces cuadradas de 3 − 3 i.

  3. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial de dimensi´on finita E, probar que dim V ≤ dim E, y que dim (E/V ) = dim E − dim V.

  4. Definir el concepto de espacio vectorial y, partiendo de los axiomas, demostrar las siguientes reglas del c´alculo con vectores:

  1. Si e + v = e + w, entonces v = w.
  2. Si e + v = v, entonces e = 0.
  3. 0 · e = 0 , λ · 0 = 0.
  1. Definir el n´ucleo y la imagen de una aplicaci´on lineal, y demostrar que son subespacios vectoriales.

  2. Consid´erese la aplicaci´on lineal f : R^3 → R^2 , f (x, y, z) = (2y − z, 2 x + y). Fijar unas bases en R^3 y R^2 de modo que la matriz de f en tales bases sea ( 1 0 0 0 − 1 0

  1. Probar la existencia de bases ortonormales en los espacios vectoriales eucl´ıdeos.

  2. Dado un un paralelogramo ABCD, la condici´on necesaria y suficiente para que sus cuatro lados sean iguales es que sus dos diagonales AC, BD, sean perpendiculares.

A B

D C

  1. Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on.

  2. Demostrar que si un endomorfismo T cumple que T 3 = 0, entonces su ´unico valor propio es α = 0.

17 de septiembre de 2012

  1. Determinar si el n´umero n = 2012^2011 + 2011^2012 es m´ultiplo de 7.

  2. Hallar la parte real e imaginaria, el m´odulo y el argumento de z = (1 + i)−^2.

  3. Probar el Lema Fundamental de la Dimensi´on: Si v 1 ,... , vr ∈ Ke 1 +... + Ken y r > n, entonces los vectores v 1 ,... , vr son linealmente dependientes.

  4. Dada una base e 1 , e 2 , e 3 de un espacio vectorial complejo, hallar una base de un suplementario del subespacio vectorial V de ecuaciones x 1 + ix 2 = 0, ix 1 + x 2 + x 3 = 0.

  5. Definir los conceptos de n´ucleo e imagen de una aplicaci´on lineal, y probar que son subespacios vectoriales.

  6. e 1 = (0, 1 , 1), e 2 = (1, 0 , 1). Determinar un vector e 3 ∈ R^3 tal que e 1 , e 2 , e 3 formen una base de R^3 , y calcular la matriz en esta base del endomorfismo

f : R^3 −→ R^3 , f (x, y, z) = (x + y, y + z, x + z).

  1. Probar la existencia de bases ortonormales.

  2. Probar que si un tri´angulo tiene dos medianas (segmentos que unen un v´ertice con el punto medio del lado opuesto) iguales, entonces tiene dos lados iguales.

a b

c

q

p

‖q − b‖ = ‖p − c‖

  1. Definir el concepto de suma directa. Demostrar que si α 1 ,... , αm son valores propios de un endomorfismo, distintos entre s´ı, entonces la suma de los subespacios vectoriales Vα 1 ,... , Vαm siempre es directa.

  2. Estudiar la diagonalizaci´on de los endomorfismos de Q^3 , R^3 y C^3 definidos por la matriz: (^) 

7 de junio de 2012

  1. Determinar todos los n´umeros naturales n tales que 2n^ − 5 sea m´ultiplo de 11.

  2. Definir los conceptos de m´odulo y argumento de un n´umero complejo z 6 = 0. Halar el m´odulo y el argumento de un n´umero complejo z que no sea real y z^3 = −1.

  3. Definir el concepto de espacio vectorial y, partiendo de la definici´on, probar que

  1. Si e + v = e + v′, entonces v = v′.
  2. λ · 0 = 0 , 0 · e = 0.
  3. Si λe = 0 , entonces λ = 0 , ´o e = 0.
  1. Definir el concepto de subespacio suplementario, y probar que, si W es un suple- mentario de V en E, entonces la proyecci´on can´onica π : W → E/V , π(w) = [w], es una aplicaci´on inyectiva y epiyectiva.

  2. Hallar ecuaciones param´etrica e impl´ıcitas del n´ucleo de la aplicaci´on lineal

f : R^3 → R^2 , f (x, y, z) = (x + y − z, x − y − 2 z).

  1. Determinar la matriz de la aplicaci´on lineal

f : C^3 −→ C^2 , f (x, y, z) = (x + y − z, x − y − 2 z)

en las bases {(0, 1 , i), (1, − 1 , 0), (1, 1 , i)} de C^3 y {(i, 1), (0, i)} de C^2.

  1. Probar la existencia de bases ortonormales en los espacios vectoriales eucl´ıdeos.

  2. Si e 1 , e 2 , e 3 , e 4 es una base ortonormal de un espacio vectorial eucl´ıdeo E, hallar las coordenadas de un vector de E que forme un ´angulo de π/4 radianes con el vector e = e 1 − e 2 + e 3 − e 4.

  3. Enunciar y demostrar el Criterio de Diagonalizaci´on de Endomorfismos.

  4. Sea T : E → E un endomorfismo de un espacio vectorial real E. Determinar si T es diagonalizable, sabiendo que su matriz en una base de E es  

¿Y si E es un espacio vectorial complejo?

16 de septiembre de 2011

  1. Determinar si el n´umero n = 2011^2011 + 2010 · 2012 es m´ultiplo de 13.

  2. Hallar el m´odulo y el argumento de los siguientes n´umeros complejos:

−1 + i ,

2 e^3 πi^ , e−1+i^ , (1 + i)^10.

  1. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial E, definir la relaci´on de congruencia m´odulo V y probar que es una relaci´on de equivalencia. Definir la suma de vectores y el producto por escalares en el conjunto cociente E/V y probar que no dependen de los representantes elegidos.

  2. Sean e, e 1 ,... , en vectores de un K-espacio vectorial E. Probar que

e ∈ Ke 1 +... + Ken ⇔ Ke 1 +... + Ken = Ke 1 +... + Ken + Ke.

  1. Enunciar y demostrar el Teorema de Isomorf´ıa para una aplicaci´on lineal.

  2. Determinar la matriz de la aplicaci´on lineal

f : C^2 −→ C^3 , f (x, y) = (x + iy, x − iy, ix)

en las bases {(0, i), (i, 0)} de C^2 y {(1, i, 0), (0, 1 , i), (i, 0 , 1)} de C^3.

  1. Definir los conceptos de producto escalar y base ortonormal. Demostrar la existencia de bases ortonormales en los espacios vectoriales eucl´ıdeos.

  2. Sea e 1 , e 2 , e 3 , e 4 una base ortonormal de un espacio vectorial eucl´ıdeo E. Hallar ecua- ciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal V ⊥^ del subespacio vectorial V de ecuaciones

x 1 + x 2 + x 3 = 0 x 2 − x 3 − x 4 = 0

  1. Definir los conceptos de valor propio, vector propio y endomorfismo diagonalizable. Dar un ejemplo de un endomorfismo T de un espacio vectorial complejo de dimensi´on 2 que no sea diagonalizable.

  2. Sea T : E → E un endomorfismo de un espacio vectorial complejo E. Determinar si el endomorfismo T es diagonalizable, sabiendo que la matriz de T en una base {e 1 , e 2 , e 3 } de E es (^) 

9 de junio de 2011

  1. Definir los siguientes conceptos: aplicaci´on inyectiva, signo de una permutaci´on, vec- tores linealmente independientes, matriz de una aplicaci´on lineal, suma directa, producto escalar, subespacio ortogonal, endomorfismo, polinomio caracter´ıstico. Enunciar el Teorema de isomorf´ıa.

  2. Hallar el signo de la permutaci´on σ = (136)(2361). Descomponer la permutaci´on inversa σ−^1 en producto de ciclos disjuntos. Hallar una trasposici´on τ tal que στ 6 = τ σ.

  3. Demostrar el Lema Fundamental: Si v 1 ,... , vr ∈ Ke 1 +... + Ken y r > n, entonces los vectores v 1 ,... , vr son linealmente dependientes.

  4. Sea e 1 , e 2 , e 3 una base de un espacio vectorial complejo E. Probar que los vectores v 1 = e 1 + ie 2 , v 2 = ie 2 + e 3 , v 3 = e 1 − e 3 , v 4 = e 1 − ie 2 generan E, y hallar alguna base de E contenida en tal sistema de generadores. Hallar una combinaci´on lineal nula, λ 1 v 1 + λ 2 v 2 + λ 3 v 3 + λ 4 v 4 = 0, con alg´un coeficiente λi no nulo.

  5. Si A es la matriz de una aplicaci´on lineal f : E → E′^ en ciertas bases de E y E′, probar que la dimensi´on de la imagen de f coincide con el rango de A:

dim (Im f ) = rg A.

Usando el Teorema de isomorf´ıa, concluir que dim (Ker f ) = dim E − rg A.

  1. Sea f : E → E una aplicaci´on lineal. Demostrar que si f = f ◦ f , entonces E = (Ker f ) ⊕ (Im f ).

  2. Si E es un espacio vectorial eucl´ıdeo, probar que para todo par de vectores e, v ∈ E se tiene la desigualdad |e · v| ≤ ‖e‖ · ‖v‖ , y que por tanto tambi´en se tiene la desigualdad triangular: ‖e + v‖ ≤ ‖e‖ + ‖v‖

  3. Sea e 1 , e 2 , e 3 , e 4 una base ortonormal de un espacio vectorial eucl´ıdeo E. Hallar ecua- ciones param´etricas e impl´ıcitas del ortogonal V ⊥^ del subespacio vectorial V de ecuaciones

x 1 − x 2 + x 3 = 0 x 2 − x 3 + x 4 = 0

  1. Sea T un endomorfismo de un K-espacio vectorial de dimensi´on finita E. Demostrar que los valores propios de T coinciden con las ra´ıces en K de su polinomio caracter´ıstico cT (x).

  2. Sea T un endomorfismo de un espacio vectorial de dimensi´on finita E. Demostrar que si T n^ = 0 para alg´un exponente n ≥ 1, entonces el endomorfismo T − Id : E → E es inyectivo y epiyectivo.

ALGEBRA LINEAL I´

16 de septiembre de 2010

  1. Determinar si el n´umero 20102011 + 2010 es m´ultiplo de 13.

  2. Definir los conceptos de m´odulo y argumento de un n´umero complejo z. Demostrar las desigualdades z + ¯z ≤ 2 |z| y |z 1 + z 2 | ≤ |z 1 | + |z 2 |.

  3. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial E, definir la relaci´on de congruencia m´odulo V y probar que es una relaci´on de equivalencia. Definir la suma de vectores y el producto por escalares en el conjunto cociente E/V y probar que no dependen de los representantes elegidos.

  4. Probar que si unos vectores e 1 ,... , en de un espacio vectorial son linealmente inde- pendientes, entonces para todo ´ındice i = 1,... , n tenemos que ei 6 = 0 y que < e 1 ,... , ei > ∩ < ei+1,... , en > = 0.

  5. Definir los conceptos de aplicaci´on lineal, n´ucleo e imagen. Probar que el n´ucleo y la imagen de cualquier aplicaci´on lineal f : E → E′^ son subespacios vectoriales.

  6. Determinar la matriz de la aplicaci´on lineal

f : C^2 → C^3 , f (x, y) = (x + iy, x − iy, ix)

en las bases {(0, i), (i, 0)} de C^2 y {(1, i, 0), (0, 1 , i), (i, 0 , 1)} de C^3.

  1. Definir los conceptos de espacio vectorial eucl´ıdeo y de base ortonormal. Probar que todo espacio vectorial eucl´ıdeo E 6 = 0 tiene bases ortonormales.

  2. Sea {e 1 , e 2 , e 3 , e 4 } una base ortonormal de un espacio vectorial eucl´ıdeo E de di- mensi´on 4 y sea V el plano de ecuaciones x 1 + x 2 = 0, x 1 − x 3 − x 4 = 0. Determinar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del subespacio ortogonal V ⊥.

  3. Demostrar que si las dos diagonales de un paralelogramo son iguales, entonces ´este es un rect´angulo.

  4. Sea T : E → E un endomorfismo de un espacio vectorial real E. Si la matriz de T en una base {e 1 , e 2 , e 3 } de E es (^) 

determinar si el endomorfismo T es diagonalizable.

ALGEBRA LINEAL I´

10 de junio de 2010

  1. Definir los conceptos de aplicaci´on inyectiva y epiyectiva. Sean f : X → Y y g : Y → Z dos aplicaciones. ¿Son ciertas las siguientes afirmaciones?:

Si g ◦ f es biyectiva, entonces f es inyectiva. Si g ◦ f es biyectiva, entonces g es inyectiva.

  1. Determinar un n´umero complejo z tal que z^4 = −2.

  2. Si V es un subespacio vectorial de un espacio vectorial E, definir la relaci´on de congruencia m´odulo V , demostrando que es una relaci´on de equivalencia en E. Definir la suma de vectores y el producto por escalares en el conjunto cociente E/V , probando que no dependen de los representantes elegidos. Si e ∈ E, probar que [e] = 0 si y s´olo si e ∈ V.

  3. Sea {e 1 , e 2 , e 3 } una base de un espacio vectorial complejo E. Hallar una base de E en la que las coordenadas del vector e = e 1 + ie 2 + e 3 sean (0,1,0).

  4. Definir los conceptos de aplicaci´on lineal, n´ucleo e imagen. Probar que el n´ucleo y la imagen de cualquier aplicaci´on lineal f : E → E′^ son subespacios vectoriales.

  5. Fijar una base en R^4 y otra en R^3 , calculando la matriz en dichas bases de la aplicaci´on lineal f : R^4 → R^3 , f (x, y, z, t) = (x + z − t, x + y, y − z + t). Determinar ecuaciones param´etricas e impl´ıcitas del n´ucleo y la imagen de f.

  6. Definir el concepto de producto escalar. Probar que |e · v| ≤ |e| · |v| , y demostrar la desigualdad triangular |e + v| ≤ |e| + |v|.

  7. La distancia entre los puntos medios p, q de las diagonales de un trapecio abcd (es decir, b − a = λ(d − c) con 1 ≤ λ) es la mitad de la diferencia de las longitudes de las bases:

c d

a b

p q

‖q − p‖ =

‖b − a‖ − ‖d − c‖ 2

  1. Definir los conceptos de valor propio, vector propio y endomorfismo diagonalizable. Dar un ejemplo de un endomorfismo T de un espacio vectorial real de dimensi´on 3 que no sea diagonalizable aunque su polinomio caracter´ıstico cT (x) tenga todas sus ra´ıces reales.

  2. Sea T un endomorfismo de un K-espacio vectorial de dimensi´on finita. Probar que si λ ∈ K no es un valor propio de T , entonces Ker (T − λ)n^ = 0 para todo n´umero natural n ≥ 1.