Bine ai venit guest
 
User:
Pass:

[Creare cont]
[Am uitat parola]
iBac = materialul ULTRACOMPLET de pregătire pentru bac la mate. Dacă vrei poţi.
Forum pro-didactica.ro  [Căutare în forum]

Forum » Cereri de rezolvări de probleme » Transformare ortogonala
[Subiect nou]   [Răspunde]
[1]
Autor Mesaj
stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
06 Mar 2013, 19:36

[Trimite mesaj privat]

Transformare ortogonala    [Editează]  [Citează] 

Buna ziua
Am urmatoarea problema pentru care va solocit ajutorul:
aduceti la o forma canonica folosind metoda transformarilor ortogonale si sa gasim o baza corespunzatoare:
f(x,y,z) = x^2 + y^2 + 2z^2 + 2xy + 4xz + 2 yz
1 - lambda 1 2
Formam p(lambda) = det(A - lambda I3 ) = 1 1 - lambda 1
2 1 2 - lambda
care este egal cu zero.
De aici rezulta : lambda^3 - 4 lambda)^2 - 2lambda + 1 = zero
Nu stiu cum se poate rezolva aceasta ecuatie pentru a obtine cele 3 valori ale lui lambda.Sau exista un alt procedeu de aflarea solutiilor?
multumesc

gauss
Grup: Administrator
Mesaje: 6933
01 Mar 2013, 20:19

[Trimite mesaj privat]


[Citat]



Din pacate, nu se poate rezolva in mod exact ecuatia de mai sus, fara a face apel la formulele lui Cardano (de fapt ale lui Tartaglia).
Cel ce a propus problema poate ca a incurcat cativa coeficienti.

Am avut o problema similara, dar cu alt mod de aducere la o forma cat de cat canonica, cu cateva zile mai inainte:
http://www.pro-didactica.ro/forum/index.php?forumID=8&ID=40517
dar nu a fost niciodata vorba de a gasi o transformare ortogonala acolo.

O alta problema similara, dar cu alti coeficienti, a fost
http://www.pro-didactica.ro/forum/index.php?forumID=8&ID=40596
Aici am putut progresa cat de cat deoarece am avut o factorizare a polinomului caracteristic.


---
df (gauss)
stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
02 Mar 2013, 00:19

[Trimite mesaj privat]


Buna seara
Am consultat SITE-ul al doilea pe care l-ati transmis Dvs si nu am inteles prea bine demonstratia incepand de la determinarea valorilor prprii ale lui lambda (respectiv -1,2 + radical din 3, 2 minus radical din trei).
Stiu ca se formeaza un sistem de ecuatii din inmultirea matricii [A] cu matricea [x indice i]= [lambda indice i][x indice i]de unde rezulta mai multe sisteme nedeterminate - dar de aici nu mai stiu cum ati introdus Dvs solutiile din aceste sisteme?si in continuare
Daca se poate sa imi dati si mie niste explicatii suplimentare .
Va rog asta avand in vedere ca Dvs explicati foarte bine si pe intelesul tuturor.
Va multumesc

stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
03 Mar 2013, 02:05

[Trimite mesaj privat]


am luat astfel de ex pentru lambda egal cu minus unu si sistemul de ecuatii omogen care se formeaza este:
-2x -y -2z =0
-x -2y -z =0
-2x -y -2z =0
punem z=alfa=1 si obtinem solutiile {3/5, -4/5, care ar fi de fapt vectorul propriu corespunzator lui lambda = -1.
Nu stiu unde s-a folosit in rezolvare acest vector?
Poate nu am inteles eu bine rezolvarea poate ma ajutati sa o gasesc
multumesc

gauss
Grup: Administrator
Mesaje: 6933
03 Mar 2013, 20:35

[Trimite mesaj privat]


Sa rezolvam atunci impreuna sistemul
[Citat]

-2x -y -2z =0
-x -2y -z =0
-2x -y -2z =0

Prima si ultima ecuatie coincid, ne legam deci doar de cele doua ecuatii

-2x -y -2z =0
-x -2y -z =0

Daca ele sunt satisfacute, atunci si suma lor... dam de x+y+z = 0.
(Am simplificat cu factorul -3.)

Daca comparam acum x+y+z = 0 cu ecuatia -x -2y -z =0 dam de y = 0.
Ramane sa luam x si z de asa natura incat x+z = 0.
Vedem ca (x,y,z) = (1,0,-1) este o solutie a sistemului initial.



---
df (gauss)
stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
03 Mar 2013, 23:29

[Trimite mesaj privat]


Asa este acstea sant solutiile sistemului omogen dar din pacate m-am blocat la rationamentul in continuare.
Nu stiu de unde a rezultat matricea T si apoi in continuare?
Daca aveti timp puteti sa imi mai dati niste lamuriri suplimentare?
Multumesc mult pentru bunavointa

gauss
Grup: Administrator
Mesaje: 6933
05 Mar 2013, 11:43

[Trimite mesaj privat]


[Citat]
Asa este acstea sant solutiile sistemului omogen dar din pacate m-am blocat la rationamentul in continuare.
Nu stiu de unde a rezultat matricea T si apoi in continuare?
Daca aveti timp puteti sa imi mai dati niste lamuriri suplimentare?
Multumesc mult pentru bunavointa


Mai intai acea matrice T.
Mai sus am vazut ca primei valori proprii ii corespunde vectorul propriu cu elementele (scrise ca vector coloana):

[1]
[0]
[-1]

Aceasta este doar o alegere, multe alte alegeri sunt posibile,toate obtinute inmultind cele de mai sus cu un scalar. Ei bine, acest vector propriu al primei valori proprii l-am pus pe prima coloana a matricii T.
Am stiut de cand l-am pus ca trebuie sa il mai schimb pentru a da de o transformare ortogonala, dar asa mi-a fost cel mai usor sa documentez vectorii proprii la o prima alegere. Ceilalti vectori proprii sunt celelalte coloane.

Mai trebuie doar sa normam acesti vectori, fiecare trebuie sa devina de norma 1.
Deci in loc de

[1]
[0]
[-1]

cautam un scalar "a", astfel incat daca inmultim vectorul de mai sus cu "a" sa dam de un vector

[a]
[0]
[-a]

de lungime 1. Desigur ca "a" este usor de ales ca unu supra norma vectorului

[1]
[0]
[-1]

(sau supra minus norma), iar norma este radical( 1+0+1 ) = radical(2) .

Asa s-a obtinut la sfarsit matricea de schimbare de baza ortogonala.
Daca sunt intrebari, cu incredere.

In primul rand trebuie inteles ce se face pentru a face problema si a aduna toate punctele. Apoi ar fi bine sa se inteleaga (macar cu jaloane mari) de ce merge algoritmul de diagonalizare. Puncte importante sunt:

- pentru o matrice reala simetrica, vectori proprii fata de valori proprii diferite sunt ortogonali, i.e. au produs scalar nul, de exemplu daca v,w sunt vectori proprii pentru valorile proprii s,t ale matricii simetrice A (A=A', A este A transpusa), atunci

Av = sv
Aw = tw

s<v,w> = <sv,w> = <Av,w> = <v,A'w> = <v,Aw> = <v,tw> = t<v,w> ,

ne uitam la inceput si la sfarsit si vedem ca (s-t) <v,w> = 0, deci <v,w> = 0, deoarece s si t sunt valori (proprii) diferite.

- Inmultirea in bloc a matricilor ajuta la intelgerea plasarii coloanelor matricii de schimbare de baza. De exemplu, daca r,s,t sunt valori proprii ale matricii A si u,v,w vectori proprii corespunzatori, ne uitam la

Au = ru
Av = sv
Aw = tw

si asamblam matricea bloc
[ u v w ]
a fi matricea cu coloanele u,v,w. Ei bine, inmultirea matricilor "bloc" se face ca si inmultirea matricilor normale cu conditia ca sa avem compatibilitatea blocurilor. In cazul nostru:

A [u v w]
= [ Au Av Aw]
= [ r.u s.v t.w ]
= produsul dintre matricea bloc
[ u v w ]
si matricea diagonala
[ r 0 0 ]
[ 0 s 0 ]
[ 0 0 t ]

Daca notam acum cu T matricea [ u v w ], dam de o relatie de forma
A T = T D
unde D este matricea diagonala de mai sus.
(Un curs ar trebui sa faca clar acest lucru, nu sa il ascunda in formule abstracte. Cel tarziu exercitiile ar trebui sa ajute la intelegerea mecanisumului, dar pentru aceasta exercitiile trebuie sa vina cu pasii care trebuie si mai ales cu matrici mai digestibile.)

In astfel de cazuri recomand folosirea calculatorului mai ales pentru astfel de probleme care mananca fara rost din timpul de viata al omului fara a da un castig in intelegere.


---
df (gauss)
stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
06 Mar 2013, 03:14

[Trimite mesaj privat]


Buna ziua
Va mai supar cu intrebarile urmatoare:
Cum am ajuns la matricea S (de fapt care este relatia care o da) si cum se calculeaza din matricea S norma de pe fiecare colana astfel incat sa dea unu?
Probabil ca nu imi este prea clar definirea normei
Nu este egala cu radical din(a^2+b^2+c^2)? in care a, b c sant elementele de pe fiecare coloana a matricii S?
Din matricea S aceasta da intr-adevar pentru prima coloana valoarea unu dar pentru coloana doi nu mai da valoarea unu(dupa relatia scrisa de mine)?
Cred ca eu gresesc cand scriu formula normei?
multumesc














gauss
Grup: Administrator
Mesaje: 6933
06 Mar 2013, 11:41

[Trimite mesaj privat]


[Citat]
Buna ziua
Va mai supar cu intrebarile urmatoare:
Cum am ajuns la matricea S (de fapt care este relatia care o da) si cum se calculeaza din matricea S norma de pe fiecare colana astfel incat sa dea unu?
Probabil ca nu imi este prea clar definirea normei
Nu este egala cu radical din(a^2+b^2+c^2)? in care a, b c sant elementele de pe fiecare coloana a matricii S?
Din matricea S aceasta da intr-adevar pentru prima coloana valoarea unu dar pentru coloana doi nu mai da valoarea unu (dupa relatia scrisa de mine)?
Cred ca eu gresesc cand scriu formula normei?


Greseala e de partea mea, multumesc pentru postare! Sa vedem.


Corectez la prima ocazie si pe
http://www.pro-didactica.ro/forum/index.php?forumID=8&ID=40596


---
df (gauss)
stuavram
Grup: membru
Mesaje: 176
06 Mar 2013, 19:36

[Trimite mesaj privat]


Buna ziua
De fapt cred ca trebuie facut asa:
coloana 1 se imparte cu radical din 2, coloana 2 se imparte cu
radical din(6 - 2radical din 3), iar coloana 3 se imparte cu
radical din (6 + 2 radical din 3)
Este voie ca in operatia de normare sa se imparta coloanele cu numere diferite astfel ca pe fiecare coloana norma sa fie unu?
Cred ca da dar nu sant sigur.
Cat priveste eroarea facuta de dvs este neinsemnata fata de numarul mare de probleme pe care le rezolvati.
Principalul este ca am inteles ce ati vrut sa spuneti prin rezolvarea propriu-zisa.
Multumiri pentru tot

[1]


Legendă:  Access general  Conţine mesaje necitite  47559 membri, 58582 mesaje.
© 2007, 2008, 2009, 2010 Pro-Didactica.ρ