Тема . Линал и алгебра.

.08 Линейные пространства и подпространства. Линейная зависимость и независимость. Базис. Ранги.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#45021

Пусть 𝒫n  - пространство многочленов степени не выше чем n.  Пусть d : 𝒫n → 𝒫n  - отображение формального дифференцирования. То есть d  определяется формулой

d(a xn + a   xn− 1 + ...+ a x + a ) = na xn−1 + (n− 1)a    xn−2 + ...+ a
   n      n−1            1     0      n               n− 1            1

Задача: Найти kerd  и Imd

Показать ответ и решение

1. Что такое ядро отображения d,  то есть kerd  ?
По определению, это такие многочлены p(x) ∈ 𝒫n,  что d (p(x)) = 0.  То есть

d(a xn + a   xn− 1 + ...+ a x + a ) = na xn− 1 + (n − 1)a  xn−2 + ...+ a  = 0
   n      n−1            1     0      n               n−1            1

Но многочлен

    n− 1              n−2
nanx    + (n − 1)an−1x    + ...+ a1

равен нулевому многочлену (а это и есть нулевой вектор пространства 𝒫n  ) тогда и только тогда, когда a  = a    = ...=  a =  0.
 n    n− 1        1  То есть, это означает, что у исходного многочлена все коэффициенты, кроме свободного члена a0,  были равны 0. А a0,  очевидно, мог бы быть любым. Таким образом, мы получаем, что

kerd = {p(x) ∈ 𝒫n | deg p(x) = 0}− подпростр анство к онстантны х м ногочленов

Очевидно, что dim kerd = 1

2. А образ d,  то есть Imd,  согласно формуле, что

n + 1 = dim 𝒫n = dim kerd + dim Imd

должен иметь размерность n.

Действительно,

                                              ′
Imd =  {p(x) ∈ 𝒫n |∃t(x) ∈ 𝒫n такой, что p(x) = t(x)}

То есть образ d  состоит из тех и только тех многочленов, которые являются результатами дифференцирования какого-то другого многочлена степени не выше чем n.

Ясно, что это означает, что степень p(x),  если он лежит в образе d,  уже никак не может быть равна n,  поскольку дифференцирование понижает степень многочлена.

С другой стороны, ясно, что любой многочлен степени не выше чем n − 1  может быть получен в результате дифференцирования какого-то другого многочлена степени не выше чем n.  А именно, если нам дают какой-то p(x) ∈ 𝒫n −1,  то есть

p(x) = b   xn−1 + b   xn−2 + ...b x + b
        n−1        n−2         1     0

то достаточно лишь взять

t(x ) = bn−-1xn + bn−2-xn−1 + ...+ b1x2 + b x
        n       n−  1            2      0

и тогда очевидно, что t′(x) = p(x).

Таким образом, мы показали, что Imd = 𝒫n −1.  И действительно, dim Imd  = n,  как мы и ожидали.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!