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Problemario álgebra Lineal, Apuntes de Álgebra Lineal

Problemas de álgebra lineal 1;

Tipo: Apuntes

2023/2024

Subido el 27/06/2024

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Universidad Nacional de Ingenier
´
ıa
Facultad de Ciencias
Escuela Profesional de Matem´
atica Ciclo 2024I
LISTADO DE EJERCICIOS
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ALGEBRA LINEAL I
CM1B2
1. Escribe la ecuaci´on de la recta proyectiva en P2
Rque pasa por los puntos con coordenadas
homog´eneas (1 : 2 : 3) y (0 : 1 : 1).
2. Dadas las rectas proyectivas en P2
R. ¿En que punto se intersectan las l´ıneas proyectivas
con ecuaciones homog´eneas?
xy+z= 0 y x+ 2y+ 3z= 0.
3. Sean U1, U2subespacios vectoriales de Vcon U1, U26={0}. Pruebe que el subespacio
proyectivo
P(U1+U2)P(V)
es el conjunto de puntos que se obtienen uniendo cada xP(U1) con yP(U2) mediante
una recta proyectiva.
4. Dado el espacio proyectivo
P2
Z2={(x:y:z):(x, y, z)(Z2)3 {(0,0,0)}}.
Responde:
a) ¿Cu´antos elementos tiene?.
b) ¿Cu´antas l´ıneas tiene?.
c) ¿Cu´antos puntos tiene cada l´ınea?.
d) ¿Cu´antas l´ıneas pasan por cada punto?.
5. Determine las rectas en P2
Rque son tangentes a la onica de ecuaci´on x2
02x2
12x2
2+
2x0x24x1x2= 0 y pasan por el punto (2 : 2 : 1).
6. Dada la onica 3x2
0+ 2x0x1+ 2x2
1+ 2x1x2x2
2= 0 en el espacio proyectivo P2
R.
a) Dibuje la onica en el espacio af´ın, sabiendo que {x0= 0}es el hiperplano de puntos
al infinito.
b) Sea Pun punto en el espacio proyectivo P2
Rque no pertence a la onica. Dado
q= (1/3 : 1 : 1 + 3) que es punto de recta polar de p, si la recta p+qcorta a la
onica en los puntos a= (0 : 1 : 1 + 3), b = (2 : 3 : 333). Determine dicho
punto P.
7. Dada la matriz A=1 5
51.Determine el f(A) en cada caso:
pf3

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Universidad Nacional de Ingenier´ıa

Facultad de Ciencias

Escuela Profesional de Matem´atica Ciclo 2024−I

LISTADO DE EJERCICIOS

ALGEBRA LINEAL I´

CM1B

  1. Escribe la ecuaci´on de la recta proyectiva en P

2 R que pasa por los puntos con coordenadas

homog´eneas (1 : 2 : 3) y (0 : −1 : 1).

  1. Dadas las rectas proyectivas en P

2 R. ¿En que punto se intersectan las l´ıneas proyectivas

con ecuaciones homog´eneas?

x − y + z = 0 y x + 2y + 3z = 0.

  1. Sean U 1 , U 2 subespacios vectoriales de V con U 1 , U 2 6 = { 0 }. Pruebe que el subespacio

proyectivo

P (U 1 + U 2 ) ⊂ P (V )

es el conjunto de puntos que se obtienen uniendo cada x ∈ P (U 1 ) con y ∈ P (U 2 ) mediante

una recta proyectiva.

  1. Dado el espacio proyectivo

P

2 Z 2 =^ {(x^ :^ y^ :^ z) : (x, y, z)^ ∈^ (Z^2 )

3 − {(0, 0 , 0)}}.

Responde:

a) ¿Cu´antos elementos tiene?.

b) ¿Cu´antas l´ıneas tiene?.

c) ¿Cu´antos puntos tiene cada l´ınea?.

d ) ¿Cu´antas l´ıneas pasan por cada punto?.

  1. Determine las rectas en P

2 R que son tangentes a la c´onica de ecuaci´on^ x

2 0 −^2 x

2 1 −^2 x

2 2 +

2 x 0 x 2 − 4 x 1 x 2 = 0 y pasan por el punto (2 : 2 : −1).

  1. Dada la c´onica 3x

2 0 + 2x^0 x^1 + 2x

2 1 + 2x^1 x^2 −^ x

2 2 = 0 en el espacio proyectivo^ P

2 R.

a) Dibuje la c´onica en el espacio af´ın, sabiendo que {x 0 = 0} es el hiperplano de puntos

al infinito.

b) Sea P un punto en el espacio proyectivo P

2 R que no pertence a la c´onica. Dado

q = (− 1 /3 : 1 : 1 +

  1. que es punto de recta polar de p, si la recta p + q corta a la

c´onica en los puntos a = (0 : 1 : 1 +

3), b = (2 : −3 : − 3 − 3

3). Determine dicho

punto P.

  1. Dada la matriz A =

[

]

. Determine el f (A) en cada caso:

a) f (x) = e

x .

b) f (x) = cosx.

c) f (x) = senx.

  1. Pruebe que las siguientes matrices son nilpotentes y determine su forma can´onica de

Jordan:

a) A =

 (^) b) B =

  1. Sea T : V → V una transformaci´on lineal nilpotente de ´ındice q > 1. Sea u ∈ V tal que

T

q− 1 (u) 6 = 0. Si

U = L{u, T (u),... , T

q− 1 (u)},

pruebe que dim(T

k (U )) = q + 1 − k, para 1 ≤ k ≤ q.

  1. En el plano proyectivo P

2 R se sabe que una c´onica cumple:

i) La recta polar de p = (1 1 : 1) es x 2 = 0.

ii) El punto a = (1 : 0 : 0) es conjugado de a

′ = (1 : 2 : 0) y el punto b = (1 : 1 : 0) lo

es de b

′ = (5 : 1 : 0).

iii) La recta 2x 0 + x 1 − x 2 = 0 es tangente a la c´onica.

Determine la ecuaci´on de dicha c´onica y clasifiquelas.

  1. Sea la c´onica:

C : x

2 1 −^4 x

2 2 +^ x

2 3 −^ x^1 x^2 −^2 x^1 x^3 = 0.

Se pide:

a) Clasificar la c´onica.

b) Calcular las as´ıntotas de la c´onica.

c) Calcular los ejes de la c´onica.

d ) Determine el centro de la c´onica.

e) Determine los v´ertices de la c´onica.

  1. Calcule el determinante y los autovalores de la siguiente matriz de orden n:

          

n − 1

n

a

a

n

a

n

a

n

n − 1

n

a...

a

n . . .

a

n

a

n

n − 1

n

a

  1. Considere la matriz:

A =

− 1 a 1 − a

1 − 1 a − 1

Se pide: