Complementi di Algebra e Fondamenti di Geometria - Ingegneria Elettrica, a.a. 2009/2010

didattica


...programma del corso...

Prerequisiti

Contenuto del modulo di Algebra Lineare e del corso di Analisi Matematica 1.

Diagonalizzazione: Autovalori ed autovettori
Teoria
Definizione di matrice diagonalizzabile. Definizione di autovalore ed autovettore di una matrice, polinomio caratteristico e autospazi. Procedura per decidere se una matrice sia diagonalizzabile ed eventualmente determinare i fattori della diagonalizzazione.
Applicazioni
Studio dei sistemi di equazioni differenziali lineari omogenee.
Forma canonica di Jordan
Teoria
Teorema di esistenza, procedura di calcolo.
Applicazioni
Diagonalizzazione di matrici simmetriche e di matrici hermitiane. Studio dei sistemi di equazioni differenziali lineari omogenee, calcolo della potenza k-esima di una matrice.
Prodotto scalare: norma ed ortogonalità
Teoria
Prodotto scalare in Rn: Definizione e proprietà, norma euclidea, basi ortogonali e basi ortonormali; sottospazi ortogonali, Ortogonalità di nucleo ed immagine di un'applicazione lineare. Disuguaglianza di Schwarz, angolo tra vettori, procedura di Gram-Schmidt. Proiezione ortogonale su un sottospazio vettoriale. Problema dei minimi quadrati. Matrici ortogonali: definizione e proprietà. Fattorizzazione QR di una matrice.
Prodotto hermitiano in Cn: Definizione e proprietà, norma. Matrici unitarie.
Decomposizione ai valori singolari
Teoria
Definizione, Teorema di esistenza, interpretazione geometrica, procedura di calcolo.
Applicazioni
Sistemi di equazioni lineari: struttura dell'insiene delle soluzioni, soluzione di norma minima, soluzione nel senso dei minimi quadrati, definizione ed uso della matrice pseudoinversa.
Forme quadratiche
Teoria
Matrici simmetriche definite, semidefinite e indefinite; forma quadratica associata ad una matrice simmetrica; classificazione: variazione della forma quadratica rispetto al cambio di base, Teorema di classificazione in base al segno degli autovalori; procedura di classificazione: congruenza, inerzia, Legge di inerzia di Sylvester.
Applicazioni
Estremi di una forma quadratica.