Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Matrius i complexos, Apuntes de Álgebra

Asignatura: algebra, Profesor: , Carrera: Enginyeria Informàtica, Universidad: UAB

Tipo: Apuntes

2017/2018

Subido el 10/01/2018

gerardbll
gerardbll 🇪🇸

5

(2)

5 documentos

1 / 4

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
Exercicis d’ `
Algebra Curs 2017-2018, 1a llista
Grau en Enginyeria Inform`atica
I. Nombres complexos
1. Calculeu la part real, la part imagin`aria, el m`odul, el conjugat i l’invers, de cadascun dels
nombres complexos seg¨uents:
(1 + i)3,(1 + i)6, i17,i1
i+ 1 i7+i+ 1,(3 + 3i)4,(i)1,i4
2i3.
2. Expresseu cadascun dels seg¨uents nombres complexos en forma polar:
5i, 1 + 3i, 3 + 3i, 53+5i, π, 7+7i, 13i
2,cos(π
5)isin(π
5).
Calculeu (3 + 3i)829, (53 + 5i)135 , (7 + 7i)1017, [(1 3i)/2]4002.
3. Calculeu la part real, la part imagin`aria, el m`odul, el conjugat i l’invers, de cadascun
nombres complexos seg¨uents:
e,2e2π i/3, ecos(2), ecos(2)i,12eπi/6, e2πi/3+e4π i/3, e1+iπ/4, e5+iπ/2.
4. Dibuixeu en el pla complex els subconjunts seg¨uents:
A1={zC:|z+ 3|<2}, A2={zC:|Re z|+|Im z|<1},
A3={zC:|z| z=i}, A4={zC:|z| Re z+ 2}
5. Calculeu les arrels quadrades, expressades en forma cartesiana, de tots els nombres com-
plexos dels exercicis 2 i 3.
6. Proveu que per a tot nombre complex zes e ez= 0. Proveu que per a tot parell z, w de
nombres complexos, la igualtat ez=ewequival a zw2πiZ.
7. Trobeu ormules trigonom`etriques de sin(3x) i cos(3x) en funci´o de sin(x),cos(x),sin(2x)
i cos(2x).
8. Calculeu les arrels ubiques, en forma polar, dels nombres complexos
1, i, e, 8,1 + i
9. Trobeu les arrels dels polinomis quadr`atics i biquadr`atics seg¨uents:
x2+ 3x+ 4 x2+ 4i x2+5
x2+ 2ix +i1x2+ 2ix +3i x2+ 2ix 3i
x4+ 4x2+ 3 x4+x2+ 1 x4(1 i)x2i
10. Factoritzeu, a C[x]iaR[x], els polinomis: x4+ 16, x3+ 27, x41, x6+x3+ 4.
11. Factoritzeu a C[x]iaR[x] el polinomi x4+x3+x2+x+ 1.
Indicaci´o: Calculeu el pro ducte (x4+x3+x2+x+ 1)(x1).
12. Factoritzeu a C[x] els polinomis:
x3+ (i1)x2+ (1 i)x1, x3+i, x3(3 + i).
pf3
pf4

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Matrius i complexos y más Apuntes en PDF de Álgebra solo en Docsity!

Exercicis d’ `Algebra Curs 2017-2018, 1a llista

Grau en Enginyeria Inform`atica

I. Nombres complexos

  1. Calculeu la part real, la part imaginaria, el modul, el conjugat i l’invers, de cadascun dels nombres complexos seg¨uents:

(1 + i)^3 , (1 + i)^6 , i^17 ,

i 1 i + 1

i^7 + i + 1, (3 + 3i)^4 , (i)^1 ,

i 4 2 i 3

  1. Expresseu cadascun dels seg¨uents nombres complexos en forma polar:

5 i, 1 +

p 3 i, 3 + 3i, 5

p 3 + 5i, π, 7 + 7i,

p 3 i 2

, cos(

π 5

) i sin(

π 5

Calculeu (3 + 3i)^829 , (

p 3 + 5i)^135 , (7 + 7i)^1017 , [(1

p 3 i)/2]^4002.

  1. Calculeu la part real, la part imaginaria, el modul, el conjugat i l’invers, de cadascun nombres complexos seg¨uents:

eiπ, 2 e^2 πi/^3 , ecos(2), ecos(2)i, 12 eπi/^6 , e^2 πi/^3 + e^4 πi/^3 , e1+iπ/^4 , e5+iπ/^2.

  1. Dibuixeu en el pla complex els subconjunts seg¨uents:

A 1 = fz 2 C : jz + 3j < 2 g, A 2 = fz 2 C : j Re zj + j Im zj < 1 g, A 3 = fz 2 C : jzj z = ig, A 4 = fz 2 C : jzj  Re z + 2g

  1. Calculeu les arrels quadrades, expressades en forma cartesiana, de tots els nombres com- plexos dels exercicis 2 i 3.
  2. Proveu que per a tot nombre complex z es t´e ez^ ̸= 0. Proveu que per a tot parell z, w de nombres complexos, la igualtat ez^ = ew^ equival a z w 2 2 πiZ.
  3. Trobeu f´ormules trigonom`etriques de sin(3x) i cos(3x) en funci´o de sin(x), cos(x), sin(2x) i cos(2x).
  4. Calculeu les arrels c´ubiques, en forma polar, dels nombres complexos

1 , i, e, 8 , 1 + i

  1. Trobeu les arrels dels polinomis quadratics i biquadratics seg¨uents: x^2 + 3x + 4 x^2 + 4i x^2 +

p 5 x^2 + 2ix + i 1 x^2 + 2ix +

p 3 i x^2 + 2ix

p 3 i x^4 + 4x^2 + 3 x^4 + x^2 + 1 x^4 (1 i)x^2 i

  1. Factoritzeu, a C[x] i a R[x], els polinomis: x^4 + 16, x^3 + 27, x^4 1 , x^6 + x^3 + 4.
  2. Factoritzeu a C[x] i a R[x] el polinomi x^4 + x^3 + x^2 + x + 1. Indicaci´o: Calculeu el producte (x^4 + x^3 + x^2 + x + 1)(x 1).
  3. Factoritzeu a C[x] els polinomis:

x^3 + (i 1)x^2 + (1 i)x 1 , x^3 + i, x^3 (

p 3 + i).

II. Matrius.

  1. Considerem les matrius:

A =

0 @

0 3 7 1 2 9

1 A (^) , B =

( 6 1 4 5 1 2 2 0

) .

Expresseu cada columna de la matriu AB com a combinaci´o lineal de les columnes de la matriu A. Expresseu cada fila de la matriu AB com a combinaci´o lineal de les files de B.

  1. Comproveu que les matrius de M 2 (C) seg¨uents s´on inverses l’una de l’altra: ( i 1 + i 1 2 i

) ,

( 1 2 i 1 + i i 1

) .

Resoleu aquests sistemes d’equacions lineals utilitzant el producte de matrius: ( i 1 + i 1 2 i

) ( x y

)

( 1 7

) ,

( x y

) (^ i 1 + i 1 2 i

)

( 1 7

)

  1. Considerem la matriu A =

0 @

0 1 1 0 1 0 0 3 3 2 3 2 0 1 1 1 1 1

1 A (^2) M 3 × 6 (Q).

(a) Calculeu la forma normal de Gauss-Jordan, A′, de la matriu A, i calculeu tamb´e una matriu invertible P tal que A′^ = P A. (b) Expresseu les files de la matriu A′^ com a combinaci´o lineal de les files d’A. (c) Expresseu les files de la matriu A com a combinaci´o lineal de les files d’A′.

  1. Repetiu l’exercici anterior amb les matrius:

A =

0 BB @

0 2 i 1 3 i 2 0 6 i 3 9 i 6 0 2 i 3 2 i 0 4 i 2 0 4

1 CC A 2 M^4 ×^5 (C),^ B^ =

0 BB @

1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0

1 CC A 2 M^4 ×^5 (Z^2 ).

  1. Resoleu els sistemes d’equacions lineals seg¨uents. Doneu una descripci´o param`etrica de la varietat lineal que formen les solucions del sistema i una fam´ılia de vectors directors.

x + y z 2 t = 0 3 x y + z + 4t = 1 2 y 2 z 5 t = 0

9

=

; ,

x y + z t = 0 x + y z + 2u = 1 x y + z + t = 2

9

=

;.

  1. Resoleu els sistemes d’equacions lineals seg¨uents, treballant respectivament als cossos K = C i K = Z 2. Podeu utilitzar els c`alculs de l’exercici 16.

0 x + 2iy z + 3it = 2 0 x 6 iy + 3z 9 it = 6 0 x + 2y + iz + 3t = 2 i 0 x 4 iy + 2z + 0t = 4

9

=

;

,

x + y + z + t = 0 x + y + t = 1 x + y + z = 1 x + y = 0

9

=

;

.

  1. Resoleu simult`aniament els sistemes d’equacions lineals seg¨uents, mitjan¸cant un ´unic proc´es d’esglaonament:
  1. Proveu (amb raonaments) les afirmacions seg¨uents: (a) Una matriu A 2 Mn(K) amb una fila identicament nul.la no pot ser invertible. (b) Una matriu A 2 M 3 (Q) que satisfa la identitat seg¨uent ( 1 7 3

A =

no pot ser invertible. (c) Una matriu A 2 Mn(K) que t´e dues columnes id`entiques no pot ser invertible. (d) Si A 2 Mn(K) ´es invertible, aleshores At^ ´es invertible i (At)^1 = (A^1 )t. (e) Si A 2 Mn(K) ´es invertible, llavors per a cada n  1 la matriu An^ ´es invertible i (An)^1 = (A^1 )n.

  1. Sigui A =

2 M 2 (K). Trobeu totes les matrius B 2 M 2 (K) que commuten amb A, i.e. les matrius que satisfan AB = BA. Comproveu amb exemples que si B 2 M 2 (K) no commuta amb A aleshores les identitats seg¨uents poden ser falses:

(AB)^2 = A^2 B^2 , (A + B)^2 = A^2 + 2AB + B^2 , (A + B)(A B) = A^2 B^2.

  1. Siguin A, B 2 Mn(K) invertibles. Trobeu totes les X 2 Mn(K) que satisfan:

AB^1 AXA^1 B + 5AB = 0.

  1. Apliqueu la t`ecnica de les transformacions elementals per files per mirar si aquestes matrius quadrades s´on invertibles. En cas afirmatiu, calculeu la seva inversa. 0 @

2 1 1 4 2 3 2 1 2

1 A (^) ,

0 @

1 1 1 1 2 3 1 4 6

1 A (^) ,

0 @

i 0 i 1 + i 1 i 2 0 1 1

1 A (^).

  1. Calculeu les inverses respectives de les matrius seg¨uents suposant que els coeficients estan a K = Z 2 : 0 @

1 1 1 1 0 1 1 1 0

1 A (^) ,

( 1 1 1 0

) ,

0 BB @

1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1

1 CC A.

Trobeu l’´unica matriu X 2 M 3  4 (Z 2 ) que satisf`a: 0 @

1 1 1 1 0 1 1 1 0

1 A (^) X =

0 @

1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1

1 A (^).

  1. Si A 2 Mn(K) i trobeu matrius invertibles P, Q 2 Mn(K) tals que In = P AQ. Quina seria la matriu inversa d’A?
  2. Constru¨ıu una matriu invertible 4  4 que tingui ( 1 2 3 4 ) per primera fila i ( 1 2 3 5 ) per quarta fila.
  3. Considerem la matriu A =

A.

(a) Trobeu una matriu B 2 M 4  3 (Q) tal que AB = I 3.

(b) Proveu que no existeix cap matriu B 2 M 4  3 (Q) tal que BA = I 4.

  1. Sigui A 2 Mn(K) una matriu invertible. Proveu que qualsevol matriu-fila (a 1... an) 2 M 1 n(K) ´es combinaci´o lineal de les files d’A.
  2. Calculeu el determinant de les matrius del problema 26. Per a les que s´on invertibles, calculeu la inversa pel m`etode de la matriu adjunta.