1) Линейный оператор является симметрическим тогда и только тогда, когда его матрица в любом ортонормированном базисе симметрична, т.е. совпадает с транспонированной матрицей оператора.
2) Собственные векторы симметрического линейного оператора, отвечающие различным собственным числам, ортогональны.
3) Собственному числу кратности m симметрического линейного оператора соответствует линейно независимая система из m собственных векторов этого оператора.
4) Для всякого симметрического линейного оператора (симметричной матрицы) существует ортонормированный базис, состоящий из его собственных векторов.
131. Дать определение линейной формы L[y].
Отображение линейного пространства во множество вещественных чисел называется линейной формой или линейным функционалом, если для любых векторов и из и любых чисел и выполняется условие:
132. Запишите общий вид линейной формы. Как вычисляются коэффициенты линейной формы?
Общий вид линейной формы:
Коэффициенты линейной формы подбираются следующим образом: каждый -тый коэффициент является , где – базис.
133. Как изменяются коэффициенты линейной формы при изменении базиса?
Коэффициенты линейной формы преобразуются по тому же закону, что и базисные векторы.
134. Дать определение билинейной формы В( , ).
Билинейная форма – функция , линейная каждому из аргументов:
1) ;
2) ;
3) ;
4) ,
где .
Матрица билинейной формы:
Билинейная форма действует на аргументы:
135. Запишите общий вид билинейной формы. Как определяются элементы матрицы билинейной формы?
Общий вид билинейной формы:
Элементы матрицы билинейной формы определяются следующим образом:
136. Какая билинейная форма называется симметричной?
Билинейная форма называется симметричной, если можно поменять аргументы местами и это не повлияет на результат.
137. Как изменяется матрица билинейной формы при изменении базиса?
Матрица, представляющая билинейную форму в новом базисе, связана с матрицей, представляющей её в старом базисе, через матрицу, обратную матрице перехода к новому базису (матрице Якоби), через которую преобразуются координаты векторов.
Иными словами, если координаты вектора в старом базисе выражаются через координаты в новом через матрицу , или в матричной записи , то билинейная форма на любых векторах и запишется, как
,
то есть компоненты матрицы, представляющей билинейную форму в новом базисе, будут:
,
или, в матричной записи:
,
,
где — матрица прямого преобразования координат .
138. Дать определение квадратичной формы. Запишите общий вид квадратичной формы при n=3.
Квадратичная форма – функция, определённая в евклидовом пространстве соотношением , где матрица – симметрическая. Общий вид:
,
Где – некоторый ортонормированный базис в и . При :