66 - <strong>Exercicis</strong> i <strong>problemes</strong>. § 7.Ara bé, recordem que en l’espai quocient hi tenim dues relacions: [v 6 ] = [0] i [v 1 ] = −[v 3 ]. Pertant, podem eliminar [v 3 ] o [v 1 ] del sistema de generadors i ens queda, respectivament:(F/H) + (G/H) = ⟨[v 1 ], [v 2 ], [v 4 ], [v 5 ]⟩ = ⟨[v 2 ], [v 3 ], [v 4 ], [v 5 ]⟩ = R 6 /H.Amb això hem obtingut un sistema de quatre generadors linealment independents, ja que sónbase de R 6 /H. Per tant, hem trobat una base de (F/H) + (G/H), i en podem deduir quedim((F/H) + (G/H)) = 4. En conseqüència, dim((F/H) ∩ (G/H)) = 1, i una base és {[v 3 ]} o{[v 1 ]} de manera que ens queda:(F/H) ∩ (G/H) = ⟨[v 1 ]⟩ = ⟨[v 3 ]⟩.- Passem ara a les dues últimes preguntes de l’enunciat.- Són F i G subespais complementaris?Els subespais vectorial F i G no són subespais complementaris de R 6 perquè dim(F + G) = 5
§ 8. Solucions i resolucions comentades - 67- 8.Considerem les famílies de vectors B 1 = {(1, −1, 0), (2, 1, 3)} i B 2 = {(1, 5, 6), (1, 2, 3)} de R 3 .(a) Demostreu que el subespai vectorial generat per la família de vectors B 1 coincideix ambel subespai vectorial que genera la família B 2 . Notem per F aquest subespai.(b) Trobeu, en l’espai vectorial F , la matriu de canvi de base de la base B 1 a la base B 2 .Determineu les coordenades de (−5, −7, −12) ∈ F en la base B 1 i en la base B 2 .(c) Sigui H ⊆ R 3 un subespai complementari de F . Demostreu que els conjunts [B 1 ] ={[(1, −1, 0)], [(2, 1, 3)]} i [B 2 ] = {[(1, 5, 6)], [(1, 2, 3)]} són dos bases de R 3 /H.(d) Trobeu, en l’espai R 3 /H, la matriu de canvi de base de la base [B 1 ] a la base [B 2 ].Determineu les coordenades de [(−5, −7, −12)] ∈ R 3 /H en la base [B 1 ] i en la base [B 2 ].Solució(a) —( ) −1 −1(b) M(B 1 → B 2 ) =.2 3Coordenades: (−5, −7, −12) = (3, −4) B1 = (1, −6) B2 .(c) —( ) −1 −1(d) M([B 1 ] → [B 2 ]) =.2 3Coordenades: [(−5, −7, −12)] = (3, −4) [B1 ] = (1, −6) [B2 ].Resolució (a)- Al llarg de tot l’exercici denotarem u 1 = (1, −1, 0), u 2 = (2, 1, 3), v 1 = (1, 5, 6) i v 2 = (1, 2, 3).- Amb aquesta notació, vegem en primer lloc quina dimensió tenen el subespai generat per B 1 ={u 1 , u 2 } i el subespai generat per B 2 = {v 1 , v 2 }. Per fer-ho, procedirem com és habitual: posaremels vectors de cada un d’aquests conjunts per columnes i calcularem el rang de les matrius queaixí obtenim.- Per al conjunt de vectors B 1 , el rang de la matriu que ens determinen el calculem esglaonant lamatriu per files. Concretament fem:⎛⎝ 1 2 ⎞ ⎛−1 1 ⎠ (1)∼ ⎝ 1 2 ⎞ ⎛0 3⎠ (2)∼ ⎝ 1 2 ⎞0 3⎠0 3 0 3 0 0on(1) : fila 2 = fila 2 + fila 1,(2) : fila 3 = fila 3 − fila 2.Per tant, la matriu té rang 2, i en conseqüència el subespai vectorial ⟨B 1 ⟩ té dimensió 2.