Teorema Spettrale

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Massimo Gobbino
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Re: Teorema Spettrale

#16 Messaggioda Massimo Gobbino » martedì 21 gennaio 2014, 14:44

Come ho già osservato in alcuni post qui sopra, quella lezione non brilla per chiarezza. Ciò che purtroppo confonde è l'inciucio tra applicazione e matrice, usati troppo allegramente come se fossero sinonimi. Alla lezione 54 è tutto detto con maggior precisione (almeno ci ho provato :D ).

Cerco di ridire meglio le cose.

Versione con solo applicazioni lineari e niente matrici. Sia V uno spazio vettoriale, e sia f: V -> V un'applicazione lineare. Si dice che f è simmetrica se <f(u),v> = <u,f(v)> per ogni u e v in V (la famosa "migrazione di f"). Il teorema spettrale afferma che un'applicazione lineare f è simmetrica se e solo se V ammette una base costituita da autovettori di f.

Versione con solo matrici senza applicazioni. Una matrice A quadrata n*n si dice simmetrica se coincide con la sua trasposta. Il teorema spettrale afferma che una matrice A è simmetrica se e solo se esiste una matrice ortogonale M tale che M^ {-1}AM è diagonale.

Relazione tra le due nozioni. Un'applicazione f è simmetrica se e solo se la matrice A che la rappresenta, rispetto ad una qualunque base ortonormale (ad esempio la canonica), è una matrice simmetrica.

Boh, spero ora sia più chiaro. Quanto alla faccenda dell'autoaggiunta, fino a quando siamo in spazi di dimensione finita diciamo che "simmetrica" ed "autoaggiunta" sono sinonimi. Le cose cambiano più avanti, ma siamo per lo meno ad analisi 3 :D :D.

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Re: Teorema Spettrale

#17 Messaggioda ueshiba » giovedì 23 gennaio 2014, 11:59

Ora mi è molto piu' chiaro, grazie :D

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Re: Teorema Spettrale

#18 Messaggioda ueshiba » venerdì 24 gennaio 2014, 16:59

Rieccomi all'attacco :D

Il quadro ora mi è chiaro e mi tornano tutte le implicazioni varie fra matrice simmetrica, applicazione simmetrica e teorema spettrale, pero' non riesce ancora ad andarmi giu' che "A è diagonalizzabile mediante base ortonormale" equivale a dire che "esiste una matrice M ortogonale invertibile che la diagonalizza".

Mi spiego meglio: scelta una base ortonormale, se costruisco la matrice M di cambio di base, mi torna che questa sia ortogonale se si considera M da {Base Scelta} ---> {Base Canonica} ma non mi torna che questa sia ortogonale se si considera M da {Base Scelta} ---> {Base Qualsiasi}

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Re: Teorema Spettrale

#19 Messaggioda ueshiba » lunedì 27 gennaio 2014, 12:35

bump

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Re: Teorema Spettrale

#20 Messaggioda Massimo Gobbino » martedì 28 gennaio 2014, 12:32

ueshiba ha scritto:"A è diagonalizzabile mediante base ortonormale" equivale a dire che "esiste una matrice M ortogonale invertibile che la diagonalizza".


Questa frase non mi piace molto, perché risente ancora della confusione tra applicazione e matrice. Direi meglio "l'applicazione f ammette una base ortonormale di autovettori" e "la matrice A è diagonalizzabile mediante M ortogonale"

ueshiba ha scritto:Mi spiego meglio: scelta una base ortonormale, se costruisco la matrice M di cambio di base, mi torna che questa sia ortogonale se si considera M da {Base Scelta} ---> {Base Canonica} ma non mi torna che questa sia ortogonale se si considera M da {Base Scelta} ---> {Base Qualsiasi}


Certamente, M rappresenta la matrice di cambio di base che prende in input componenti rispetto alla base "nuova" e restituisce in output componenti rispetto alla base canonica, o per lo meno rispetto alla base rispetto alla quale il prodotto scalare considerato (quello rispetto al quale la base è ortonormale) è rappresentato da una matrice identica. Solo in questo setting si ha l'equivalenza tra base ortonormale e matrice di cambio ortogonale (cioè con inversa uguale alla trasposta).


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