Γραμμική άλγεβρα από Putnam

Συντονιστής: Demetres

Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 9010
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Γραμμική άλγεβρα από Putnam

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres »

Δίνονται n \times n πίνακες A,B,C,D (με στοιχεία από κάποιο σώμα F) ώστε
(α) Οι πίνακες AB^T και CD^T είναι συμμετρικοί, και
(β) AD^T - BC^T = I

Να δειχθεί ότι A^TD - C^TB = I.
Άβαταρ μέλους
emouroukos
Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 1447
Εγγραφή: Δευ Δεκ 22, 2008 1:27 pm
Τοποθεσία: Αγρίνιο

Re: Γραμμική άλγεβρα από Putnam

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από emouroukos »

Από τα δεδομένα του προβλήματος έχουμε ότι

AB^T = \left(AB^T)^T = BA^T,

CD^T = \left(CD^T)^T = DC^T και

AD^T - BC^T = I_n.

Παίρνοντας αναστρόφους (transposes) στην τελευταία σχέση
βρίσκουμε ότι

DA^T - CB^T = I_n.

Οι σχέσεις αυτές είναι ισοδύναμες με την ισότητα των 2n \times 2n πινάκων

\displaystyle{\left( {\begin{array}{*{20}{c}} 
A&B\\ 
C&D 
\end{array}} \right) \cdot \left( {\begin{array}{*{20}{c}} 
{{D^T}}&{ - {B^T}}\\ 
{ - {C^T}}&{{A^T}} 
\end{array}} \right) = {I_{2n}}}.

Αλλά τότε θα ισχύει και η σχέση

\displaystyle{\left( {\begin{array}{*{20}{c}} 
{{D^T}}&{ - {B^T}}\\ 
{ - {C^T}}&{{A^T}} 
\end{array}} \right) \cdot \left( {\begin{array}{*{20}{c}} 
A&B\\ 
C&D 
\end{array}} \right) = {I_{2n}}},

από όπου προκύπτει άμεσα ότι

A^TD - C^TB = I_n,

καθώς και

\displaystyle{{D^T}A - {B^T}C = {I_n}},

\displaystyle{{D^T}B = {B^T}D} και

\displaystyle{{C^T}A = {A^T}C}.
Τελευταία επεξεργασία από το μέλος emouroukos την Τρί Ιαν 11, 2011 3:58 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.
Βαγγέλης Μουρούκος

Erro ergo sum.
Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 9010
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: Γραμμική άλγεβρα από Putnam

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres »

Πολύ ωραία. Ήταν το πρόβλημα B6 του 1986. Εντύπωση μου προκάλεσε το γεγονός ότι από τους πρώτους 200 διακριθέντες μόλις 3 έλυσαν το πρόβλημα πλήρως, άλλοι 32 το προσπάθησαν αλλά δεν πήραν κανένα βαθμό και οι υπόλοιποι 166 έδωσαν λευκή κόλλα. Η μόνη δικαιολόγηση που μπορώ να δώσω είναι η ψυχολογία του δύσκολου έκτου προβλήματος.

Χμ, οι αριθμοί αθροίζουν 201. (Μάλλον ο 200ος και ο 201ος πήραν την ίδια βαθμολογία.)
Απάντηση

Επιστροφή στο “Διαγωνισμοί για φοιτητές”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης