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Autor Tema: Ejercicio producto escalar.  (Leído 181 veces)
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mitor
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« : 12/04/2012, 06:57:54 am »

Hola,

tengo el siguiente ejercicio:


Se considera un espacio vectorial V de dimensión 3, una base de V y el producto escalar natural respecto a esta base. Sea la base dada por





i) Escríbase la expresión matricial de dicho producto escalar en la bas
ii) Encuéntrense dos bases ortonormales distintas para este producto escalar.
iii)Hállese la matriz de cambio de base entre las bases halladas en ii) y calcúlese su inversa.

No sé cómo empezarlo, tengo la solución, pero no sé por qué se hace de esa forma.

Entiendo que:





Y después lo que dice es que la matriz asociada del producto escalar es:



Con , donde indica "producto escalar canónico".

La cuestión es que no sé por qué lo hace así.

Saludos.
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el_manco
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« Respuesta #1 : 12/04/2012, 07:03:34 am »

Hola

 Es que esa es la definición de matriz asociada a un producto escalar respecto a una base. Si la base es la matriz asociada es aquella que en la fila y columna vale:



 El motivo de esta definición es que tal matriz debe de permitir calcular el producto escalar de dos vectores conocidas sus coordenadas en la base indicada. Por la bilinealidad del producto escalar:



 y matricialmente queda:



Saludos.
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« Respuesta #2 : 12/04/2012, 07:22:21 am »

¡Cachís!

Es verdad, además tenía la definición delante de las narices, la matriz asociada a una forma bilineal (en un espacio de dimensión 3)es



donde son los vectores de la base.

Gracias por la respuesta.
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« Respuesta #3 : 14/04/2012, 09:35:03 am »

Para el apartado ii), utilizamos el método de ortogonalización de Gram-Schmidt para hallar la primera base a partir de , ¿no?

¿Cómo obtenemos la segunda base?

Gracias.
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el_manco
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« Respuesta #4 : 15/04/2012, 07:50:52 am »

Hola

 En realidad para hallar una base ortonormal, no necestias usar la base .

 Si te apetece usar Gram-Schmidt puedes ortogonalizar la base que a ti te de la gana.

 Nota también que la base de partida es ortonormal.

Saludos.
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« Respuesta #5 : 15/04/2012, 10:57:16 am »

Vale, una de las bases puede ser, simplemente la base canónica. La otra (hallada mediante Gram-schmidt) base es ortonormal:


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« Respuesta #6 : 15/04/2012, 11:18:19 am »

Para iii)
La matriz de cambio de base entre es:

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el_manco
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« Respuesta #7 : 15/04/2012, 11:34:32 am »

Hola

 Dos cosas:
 
 1) Revisa las cuentas. El tercer vector no es perpendicular al primero.

 2) No tiene sentido hablar de base canónica porque no estas en , sino en un espacio vectorial arbitario . Lo que sabes es que la base dada es ortonormal, porque te dicen que consideres el producto escalar "natural" respecto de ella. Por tanto todas las coordenadas que estás manejando son respecto a esta base.

Saludos.
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« Respuesta #8 : 15/04/2012, 11:57:41 am »

Algún error he cometido al hacerlos unitarios, los vectores (no unitarios) iniciales eran:


Que sí que son ortogonales dos a dos.

En cualquier caso, entonces, ¿Cómo calculo otra base ortonormal?
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el_manco
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« Respuesta #9 : 15/04/2012, 05:03:10 pm »

Hola

 Insisto en que por Gram-Schmidt puedes partir de la base que tu quieras y construir una ortonormal. Así que tu mismo...  :guiño:

Saludos.

P.D. Este ejercicio me recuerda un hecho curioso. En mi experiencia como profesor he comprobado que los alumnos tienen muchos más problemas en resolver un ejercicio sencillo, donde la solución sea muy abierta y tengan que hacer varias elecciones, que uno más complicado pero de solución inequívoca.
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« Respuesta #10 : 15/04/2012, 05:19:30 pm »

¿Entiendo entonces que lo que puedo hacer es coger la base ortonormal que ya he sacado y volver a aplicarle el proceso de Gram-Schmidt?

Porque si no puedo usar la base canónica como base para ii)...

También se me ocurre coger dos de los tres vectores de la base hallada y hallar un tercer vector mediante el producto vectorial.
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el_manco
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« Respuesta #11 : 15/04/2012, 05:39:06 pm »

Hola

¿Entiendo entonces que lo que puedo hacer es coger la base ortonormal que ya he sacado y volver a aplicarle el proceso de Gram-Schmidt?

Si aplicas a una base que YA es ortonormal, Gram-Schmidt, obtienes la misma base. Así eso no te vale.

Cita
Porque si no puedo usar la base canónica como base para ii)...

Creo que no me has entendido el comentario que hecho sobre la base canónica. Es que no hay base canónica en tu espacio vectorial . Pero si hay una base ortonormal dada en el enunciado:



Cuando escribes el vector te estás refiriendo al vector . En general en este ejercico cuando escribimos entendemos que nos referimos a vectores en la base dada , es decir, al vector

Cita
También se me ocurre coger dos de los tres vectores de la base hallada y hallar un tercer vector mediante el producto vectorial


Más de lo mismo. Es posible que ese producto vectorial te de el tercer vector que ya tienes.

¿Por qué te empeñas en jugar con unos pocos vectores? Insisto en que puedes partir de CUALQUIER base y aplicarle Gram-Schmidt. Por ejemplo:



Pero tienes infinidad de opciones...

Saludos.

P.D. Siendo sutil y riguroso en realidad si cambiamos el orden de los vectores de una base, estrictamente modificamos la base. Así que sin hacer ninguna cuenta tienes bases ortonormales distintas al alcance de tu bolígrafo. Pero no sé si ese es el espíritu del ejercicio.
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« Respuesta #12 : 15/04/2012, 07:13:17 pm »

¿Entonces puedo coger ? es ortonormal respecto del producto escalar natural.
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« Respuesta #13 : 16/04/2012, 03:21:36 am »

Hola

¿Entonces puedo coger ? es ortonormal respecto del producto escalar natural.

Esa base no es ortonormal, porque primer y tercer vector no son perpendiculares. Y el primero no es de norma uno. Pero puedes ortogonalizarla (y luego normalizarla) por Gram-Schmidt.

Saludos.

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« Respuesta #14 : 16/04/2012, 09:23:32 am »

¡Perdón! ha sido un lapsus al copiar y pegar, quería poner:

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« Respuesta #15 : 16/04/2012, 11:43:13 am »

Hola

¡Perdón! ha sido un lapsus al copiar y pegar, quería poner:



Si, claro es base si es ortonormal. Entendiendo que:





Saludos.
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