Тема . Линал и алгебра.
.07 Линейные отображения. Матрицы линейных отображений.
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#72832

Какие из следующий отображений

f : 𝒫n → 𝒫n

пространства 𝒫n  всех многочленов степени не выше n  в себя же являются линейными:

1)
P (x) ↦→ P (1)⋅1  ;
2)
          ′
P (x) ↦→ P (x)  ;
3)
P (x) ↦→ P (0)P (1)⋅x,  n ≥ 1  ;
4)
         dn
P (x) ↦→ ---nP (x2 )
        dx  ;
5)
            (   )
         n    1-
P (x) ↦→ x P   x ;
Показать ответ и решение
1)
Пользуясь правилом сложения функций (в частности, многочленов) и умножения их на число, имеем:
F (P + Q) = (P + Q )(1) ⋅1 = (P (1)+ Q (1)) ⋅1 = P(1)⋅1 + Q (1 )⋅1 = F(P )+ F (Q),

F (αP ) = (αP )(1)⋅1 = α ⋅P (1) ⋅1 = αF(P ),

следовательно отображение линейно.

2)
Пользуясь правилом дифференцирования суммы функций (в частности, многочленов) и вынесения константы, имеем:
F (P + Q ) = (P + Q )′ = P ′ + Q′ = F(P )+ F (Q ),

F (αP ) = (αP )′ = α ⋅P ′ = αF (P),

следовательно отображение линейно.

3)
Рассмотрим P(x) = 5  , тогда (2P )(x ) = 10  и
F(P ) = P (0)P(1)⋅x = 5 ⋅5⋅x = 25x,

F(2P ) = (2P )(0 )⋅(2P)(1)⋅x = 10 ⋅10⋅x = 100x ⁄= 2⋅25x = 2 ⋅F(P ),

следовательно отображение не является линейным.

4)
Рассмотрим отдельно отображение G : P (x) ↦→ P(x2)  . Пусть
P (x) = p + p x + p x2 + ...+ p xm,
         0   1     2           m

Q (x) = q0 + q1x+ q2x2 + ...+ qkxk,

для определенности m  ≤ k  .

Тогда

G (P )(x) = P (x2) = p0 + p1x2 + p2x4 + ...+ pmx2m,

G(Q )(x ) = Q (x2) = q0 + q1x2 + q2x4 + ...+ qkx2k,

G (P + Q )(x) = (P + Q )(x2) = (p0 + q0)+ (p1 + q1)x2 + ...+ (pm + qm)x2m+

+qm+1x2m+2  + ...+ qkx2k =

          2           2m           2          2k
=  p0 + p1x + ...+ pmx   + q0 + q1x + ...+ qkx   = G(P )(x)+ G (Q)(x),

т.е. G (P + Q) = G (P )+ G (Q )  .

Аналогично проверяется второе свойство G (αP ) = αG (P )  , что доказывает линейность отображения G  . Поскольку дифференцирование – линейная операция (см. п. 2)), исходное отображение линейно как композиция линейных.

5)
Пусть
P(x) = p0 + p1x + ...+ pmxm,

Q (x) = q0 + q1x + ...+ qkxk,

для определенности m  ≤ k ≤ n  .

Тогда

               (  )
            n    1-     n (     p1        pm-)
F (P)(x) = x P   x  =  x ⋅  p0 + x + ...+ xm   ,

               (1 )       (     q1        qk)
F(Q )(x ) = xnQ  --  = xn ⋅ q0 + --+ ...+ --k ,
                x               x        x

                           (  )
F (P + Q )(x) = xn ⋅(P + Q)  1-  =
                            x

      (         p  + q         p  + q    q            q )
= xn ⋅ p0 + q0 +-1----1+ ...+  -m-m--m-+ -mm++11- + ...+ -kk-  =
                   x             x       x            x

= F(P )(x )+ F (Q )(x),

т.е. F (P +  Q) = F(P )+ F (Q)  . Аналогично доказывается, что F (αP ) = αF (P )  , следовательно отображение линейно.

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!