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lgebra Lineal;Stanley I. Grossman

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4.5 Independencia lineal 325<br />

⎛ 1 −1⎞<br />

⎛ −1 0⎞<br />

⎛ ⎞ ⎛ 0 1⎞<br />

24. Sea M 22<br />

: , , ,<br />

⎝<br />

⎜<br />

⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

−1 2⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

1 0⎠<br />

⎟<br />

⎛ −1 0⎞<br />

⎛ ⎞ ⎛8 −5⎞<br />

⎛ 4 −1⎞<br />

⎛ ⎞<br />

25. Sea M 22<br />

: , , ,<br />

⎝<br />

⎜<br />

⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

7 −4⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜<br />

2 ⎠<br />

⎟ ,<br />

⎝<br />

⎜<br />

−1 4⎠<br />

⎟<br />

*26. En C[0, 1]: sen x, cos x<br />

*27. En C[0, 1]: x, x ,<br />

3<br />

x<br />

a<br />

c<br />

28. Determine una condición sobre los números a, b, c y d tal que los vectores<br />

<br />

<br />

b<br />

y<br />

<br />

<br />

d<br />

sean<br />

linealmente dependientes.<br />

a a a <br />

11 12 13<br />

*29. Encuentre una condición sobre los números a ij<br />

tal que los vectores<br />

<br />

a<br />

<br />

a<br />

21<br />

, <br />

22<br />

y <br />

a <br />

23<br />

<br />

a <br />

<br />

<br />

a <br />

<br />

<br />

a <br />

<br />

sean linealmente dependientes.<br />

⎛ 1⎞<br />

⎛ 2⎞<br />

⎛ 3⎞<br />

30. ¿Para qué valor(es) de a serán linealmente dependientes los vectores<br />

⎜<br />

2<br />

⎟<br />

1<br />

, ⎜<br />

−<br />

⎟<br />

, ⎜<br />

α<br />

⎟<br />

?<br />

⎝<br />

⎜ 3⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜ 4⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜ 4⎠<br />

⎟<br />

31. ¿Para qué valor(es) de a serán linealmente dependientes los vectores<br />

[Sugerencia: observe con atención.]<br />

32. Pruebe el teorema 3. [Sugerencia: observe con atención el sistema (8).]<br />

31<br />

32<br />

33<br />

⎛ 2⎞<br />

⎛ −4⎞<br />

⎛α⎞<br />

⎜<br />

−3<br />

⎟<br />

,<br />

⎜<br />

6<br />

⎟<br />

,<br />

⎜<br />

1<br />

⎟<br />

?<br />

⎝<br />

⎜ 1⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜ −2⎠<br />

⎟<br />

⎝<br />

⎜ 2⎠<br />

⎟<br />

33. Demuestre que si los vectores v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v n<br />

son linealmente dependientes en m<br />

, con m ,<br />

n, y si v n11<br />

es cualquier otro vector en m<br />

, entonces el conjunto v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v n<br />

, v n11<br />

es linealmente<br />

dependiente.<br />

34. Demuestre que si v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v n<br />

(n $ 2) son linealmente independientes, entonces también<br />

lo son v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v k<br />

, donde k , n.<br />

35. Demuestre que si los vectores v 1<br />

y v 2<br />

diferentes de cero en<br />

n<br />

son ortogonales (vea la página<br />

75), entonces el conjunto {v 1<br />

, v 2<br />

} es linealmente independiente.<br />

*36. Suponga que v 1<br />

es ortogonal a v 2<br />

y v 3<br />

y que v 2<br />

es ortogonal a v 3<br />

. Si v 1<br />

, v 2<br />

y v 3<br />

son diferentes<br />

de cero, demuestre que el conjunto {v 1<br />

, v 2<br />

, v 3<br />

} es linealmente independiente.<br />

37. Sea A una matriz cuadrada (de n 3 n) cuyas columnas son los vectores, v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v n<br />

. Demuestre<br />

que v 1<br />

, v 2<br />

, . . . , v n<br />

son linealmente independientes si y sólo si la forma escalonada<br />

por renglones de A no contiene un renglón de ceros.<br />

De los problemas 38 al 44 escriba las soluciones a los sistemas homogéneos dados en términos<br />

de uno o más vectores linealmente independientes.<br />

38. x 1<br />

1 x 2<br />

1 x 3<br />

5 0<br />

39. x 1<br />

2 x 2<br />

1 7x 3<br />

2 x 4<br />

5 0<br />

2x 1<br />

1 3x 2<br />

2 8x 3<br />

1 x 4<br />

5 0<br />

40. x 1<br />

1 x 2<br />

1 x 3<br />

5 0<br />

x 1<br />

2 x 2<br />

2 x 3<br />

5 0<br />

41. x 1<br />

1 2x 2<br />

2 7x 3<br />

5 0<br />

2x 1<br />

1 5x 2<br />

1 4x 3<br />

5 0

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