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Cambio di base

Analisi, geometria, algebra, topologia...

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[1] Cambio di base

Messaggioda Foto Utentedursino » 10 ott 2010, 23:55

Sto ascoltando delle videolezioni (quelle che ho postato),ho un dubbio all'inizio della 10.
Il prof parla circa due sistemi equivalenti e ..
Quando dice:
"Supponiamo di avere uno spazio vettoriale X, sia x un generico vettore di questo.
Supponiamo adesso di voler cambiare base, sia T la nuova base.
Possiamo scrivere x=T⋅x', dove x' rappresenta ancora lo stesso vettore solo che ho cambiato la base,quindi le sue componenti sono
le componenti del medesimo elemento lungo la nuova base."

Il dubbio è banale quanto volete ma preferisco toglierlo.

x' è il vettore delle coordinate rispetto alla nuova base per ottenere nuovamente x della vecchia base?
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[2] Re: Cambio di base

Messaggioda Foto UtenteFelipe » 11 ott 2010, 19:18

Pensalo in due dimensioni, tanto è banalmente estendibile al caso n-dimensionale. Une vettore espresso in una base si presenta:
v=x\hat i+y\hat j
dove i e j sono i versori della base di partenza, per cambiare base basta determinare una relazione tra quest'ultimi e l e m della nuova base:
\begin{Bmatrix}\hat l=a*\hat i+b*\hat j \\ \hat m=c*\hat i+d*\hat j\end
ovvero:
T^{-1}=\begin{bmatrix}  \hat l | \hat m \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} a & c \\ b & d \end{bmatrix}
il vettore espresso nel nuovo sistema sarà:
v=x^\prime\hat l+y^\prime\hat m
e quindi:
\begin{bmatrix} x \\ y \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} a & c \\ b & d \end{bmatrix}*\begin{bmatrix} x^\prime \\ y^\prime \end{bmatrix}
la matrice T^-1 è quindi ha sulle colonne gli n versori della nuova base espressi secondo quelli della prima...
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[3] Re: Cambio di base

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 11 ott 2010, 22:51

dursino ha scritto:"Supponiamo di avere uno spazio vettoriale X, sia x un generico vettore di questo.
Supponiamo adesso di voler cambiare base, sia T la nuova base.
Possiamo scrivere x=T⋅x', dove x' rappresenta ancora lo stesso vettore solo che ho cambiato la base,quindi le sue componenti sono
le componenti del medesimo elemento lungo la nuova base."


Scritto così però non è molto corretto: non c'è distinzione tra il vettore \ \mathbf{x} appartenente allo spazio vettoriale \ X e il vettore delle componenti di \ \mathbf{x}, che, se \ X è uno spazio vettoriale reale di dimensione \ n, appartiene invece a \ \mathbb{R}^n.

Quando si fa un cambiamento di base è il vettore delle componenti di \ \mathbf{x} che si trasforma.
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[4] Re: Cambio di base

Messaggioda Foto Utentedursino » 12 ott 2010, 12:50

Infatti, non è scritto al max bene.
Comunque Felipe col tuo discorso ,hai praticamente confermato ciò che dicevo,no?
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[5] Re: Cambio di base

Messaggioda Foto UtenteBerello » 12 ott 2010, 13:17

Per rendere tutto più facile, immagina che x' sia un vettore appartenente alla base di X'. Sarebbe quindi un vettore canonico della rappresentazione in \ \mathbb{R}^n di X'.
La matrice T è costituita dai vettori colonna (scritti usando la base dello spazio vettoriale X) che corrispondono ai vettori appartenenti alla base dello spazio vettoriale X'.

Se infatti hai il primo vettore della base di X' e lo moltiplichi per la matrice T (matrice a sinistra, vettore a destra), quello che ottieni è proprio la prima colonna della matrice T (provalo! Con un esempio numerico ti sarà tutto più chiaro!), cioè ottieni il primo vettore della base di X' scritto nelle coordinate di X.

Quindi la matrice T trasforma dalla nuova base alla vecchia base, come hai detto tu. Confermo! :wink:
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[6] Re: Cambio di base

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 12 ott 2010, 17:54

Per i curiosi, "espando" la sintetica risposta di Filipe con il quale concordo (-1 a parte :mrgreen: )

Ci sono diversi modi per definire la "matrice di cambiamento di base" come del resto le componenti vettoriali ecc. ovvero "per righe" o "per colonne"; io come Felipe uso abitualmente il primo metodo e di conseguenza a partire da

\left\{ \begin{align}
  & \hat{l}=a\hat{i}+b\hat{j} \\ 
 & \hat{m}=c\hat{i}+d\hat{j} \\ 
\end{align} \right.

scrivo una delle due possibili forme della "matrice di cambiamento di base" T, ("per righe") come

T=\left( \begin{matrix}
   a & b  \\
   c & d  \\
\end{matrix} \right)

ne segue che

\left( \begin{matrix}
   {\hat{l}}  \\
   {\hat{m}}  \\
\end{matrix} \right)=T\left( \begin{matrix}
   {\hat{i}}  \\
   {\hat{j}}  \\
\end{matrix} \right)

e per l'unicità delle componenti dovrà essere

\left( \begin{matrix}
   x & y  \\
\end{matrix} \right)\left( \begin{matrix}
   {\hat{i}}  \\
   {\hat{j}}  \\
\end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix}
   x^{1} & y^{\prime}  \\
\end{matrix} \right)\left( \begin{matrix}
   {\hat{l}}  \\
   {\hat{m}}  \\
\end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix}
   x^{1} & y^{\prime}  \\
\end{matrix} \right)T\left( \begin{matrix}
   {\hat{l}}  \\
   {\hat{m}}  \\
\end{matrix} \right)

che porta ad una relazione per le componenti del vettore nelle due basi come

\left( \begin{matrix}
   x & y  \\
\end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix}
   x^{\prime} & y^{\prime}  \\
\end{matrix} \right)T

se però, preferiamo rappresentare le componenti come un vettore colonna, possiamo trasformare la relazione come

\left( \begin{matrix}
   x  \\
   y  \\
\end{matrix} \right)=T^{T}\left( \begin{matrix}
   x^{\prime}  \\
   y^{\prime}  \\
\end{matrix} \right)

ne concludo che il Prof. di dursino usa,per la "matrice di cambiamento di base", una rappresentazione "per colonne" :)
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