Tema 5

Examen | 2019-2020 | Término 1 | Primera Evaluación | Tema 5

A continuación se presenta un enunciado y tres razonamientos que conducen a la demostración de un teorema. Usted deberá escribir la conclusión de cada razonamiento; y el texto del teorema que con estos razonamientos se ha demostrado.

Enunciado. Sea (V,+,\cdot,\mathbb{K}) un espacio vectorial definido en el campo \mathbb{K}. Considere v_1,v_2,...,v_n vectores en V. Si S es el subconjunto de todas las combinaciones lineales de los vectores v_1,v_2,...,v_n, se tiene lo siguiente:

Razonamiento 1

Es verdadero que, si \alpha_1=\alpha_2=...=\alpha_n=0, entonces \alpha_1 \cdot v_1 + \alpha_2 \cdot v_2 + ...+\alpha_n \cdot v_n=\textbf{0}_{V}.

Razonamiento 2

Si v,u \in S y existen escalares \alpha_1,\alpha_2,...,\alpha_n,\beta_1,\beta_2,...,\beta_n tales que\begin{aligned}v&=\alpha_1 \cdot v_1 + \alpha_2 \cdot v_2 + ...+\alpha_n \cdot v_n \\ u&=\beta_1 \cdot v_1 + \beta_2 \cdot v_2 + ...+\beta_n \cdot v_n \end{aligned}Haciendo uso de las propiedades conmutativa y asociativa de las operaciones adición y multiplicación por escalar, se obtiene quev+u=(\alpha_1 +\beta_1) \cdot v_1 + (\alpha_2 +\beta_2) \cdot v_2 + ...+(\alpha_n +\beta_n) \cdot v_n

Razonamiento 3

Por otra parte, Si \delta \in \mathbb{K} y v \in S se tiene nuevamente que existen escalares \alpha_1,\alpha_2,...,\alpha_n tales quev=\alpha_1 \cdot v_1 + \alpha_2 \cdot v_2 + ...+\alpha_n \cdot v_nComo consecuencia de esto\delta \cdot v=(\delta\alpha_1) \cdot v_1 + (\delta\alpha_2) \cdot v_2 + ...+(\delta\alpha_n) \cdot v_n

Tema 4

Examen | 2019-2020 | Término 1 | Primera Evaluación | Tema 4

Se sabe que W=(\mathbb{R}^2,+,\cdot) y V=(\mathbb{R}^2,\oplus,\odot) son espacios vectoriales reales siendo + y \cdot las operaciones usuales en \mathbb{R}^2; además, \oplus y \odot las operaciones definidas por\begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix} \oplus \begin{pmatrix} c\\d \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} a+c+1\\b+d \end{pmatrix}\qquad \alpha\odot \begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} \alpha a + \alpha -1\\\alpha b \end{pmatrix}Bajo estas condiciones, se define la función T:V\longrightarrow W, definida por T\begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix}.

a. Determine T\begin{pmatrix} \begin{pmatrix} 1\\1 \end{pmatrix} \oplus \begin{pmatrix} -1\\-1 \end{pmatrix} \end{pmatrix}, T\begin{pmatrix} 1\\1 \end{pmatrix}+T\begin{pmatrix} -1\\-1 \end{pmatrix}.
b. Determine T\begin{pmatrix} \alpha \odot \begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix} \end{pmatrix} y \alpha \cdot T\begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix}, si \begin{pmatrix} a\\b \end{pmatrix} \in V y \alpha \in \mathbb{R}.
c. ¿Cuál es el elemento neutro de la adición en V?
d. Si \textbf{0}_{V} es el elemento neutro de V. ¿T(\textbf{0}_{V}) es igual al elemento neutro de W?
e. ¿T es una transformación lineal?

Tema 3

Examen | 2019-2020 | Término 1 | Primera Evaluación | Tema 3

Sea (P_2,+,\cdot) el espacio vectorial real de los polinomios de grado menor o igual a dos con las operacione usuales entre polinomios. Dadas las bases B_1=\{ 1,1+x,(1+x)^2 \}\quad y \quad B_2=\{ 2-x,3,1+x^2 \}

a. Determine la matriz de cambio de base de B_2 a B_1.
b. Si [p]_{B_{2}}=\begin{pmatrix} 10\\20\\30 \end{pmatrix}, determine p y [p]_{B_{1}}.
c. Determinar, de ser posible, \beta\in \mathbb{R} tal que el vectorq(x)=1+\beta(1+x)+(1+2x+x^2)satisfaga [q]_{B_{2}}=\begin{pmatrix}\begin{array}{r} 2\\-7\\1 \end{array} \end{pmatrix}.

Tema 2

Examen | 2019-2020 | Término 1 | Primera Evaluación | Tema 2

Si (\mathbb{R}^3,+,\cdot,\mathbb{R}) es el espacio vectorial real con las operaciones usuales en \mathbb{R}^3, considere el subconjunto W formada por todos los vectores en \mathbb{R}^3 tal que la suma de sus componentes es igual a cero. Además, si U es el subconjunto de \mathbb{R}^3 generado por el vector (1,-1,0).

a. Verifique que el subconjunto W es un subespacio de \mathbb{R}^3.
b. Determine el subespacio U\cap W.
c. ¿Es U\cup W un subespacio?
d. Determine la dimensión del subespacio vectorial U+W.

Tema 1

Examen | 2019-2020 | Término 1 | Primera Evaluación | Tema 1

A continuación encontrará cuatro afirmaciones. Indique, rellenando correspondientemente, si la afirmación es verdadera o falsa; en cada caso, justifique brevemente su respuesta.

a. El vector (x,y,z) pertenece al espacio columna de la matrizA=\begin{pmatrix} \begin{array}{rrrr} 2&-4&0&0\\-1&2&0&0\\0&0&1&2 \end{array} \end{pmatrix}sí, y solo sí, x+2y=0. V
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b. En el conjunto de los números complejos es cierto que 3i-8=i(3+i8). Esto significa que 3i-8 pertenece al subespacio de (\mathbb{C},+,\cdot,\mathbb{R}) que es generado por el vector 3i+8. V
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c. Dado un espacio vectorial (V,+,\cdot,\mathbb{K}), siempre podrán hallarse bases B_1 y B_2 de V tales que la matriz de cambio de base tenga nulidad diferente de cero. V
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d. Se conoce que las ternas (1,1,1) y (-9,3,-1) pertenecen al conjunto solución del sistema de ecuaciones lineales:\left\{\begin{array}{c} a_{11}x+a_{12}y+a_{13}z=b_1 \\ a_{21}x+a_{22}y+a_{23}z=b_2 \\a_{31}x+a_{32}y+a_{33}z=b_3\\a_{41}x+a_{42}y+a_{43}z=b_4 \end{array}\right.Entonces la terna (-4,2,0) también es una solución del sistema. V
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e. Si (V,+,\cdot,\mathbb{K}) es un espacio vectorial definido sobre un campo \mathbb{K}, sean U y W dos subespacios de V. Si \{ u_1,u_2,...,u_n \} y \{ w_1,w_2,...,w_m \} son bases de U y W respectivamente, entonces el conjunto \{ u_1,u_2,...,u_n,w_1,w_2,...,w_m \} es generador para el subespacio U+W. V
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