קורס: אלגברה לינארית 2
אוניברסיטה: האוניברסיטה הפתוחה
שנה: 2005
סמסטר: א
נושאים: אופרטורים, העתקה לינארית, הוכחה
רמת קושי: קל-בינוני
יהי $M_{n \times n}^{\mathbb{R}}$ עם המכפלה הפנימית הסטנדרטית, ותהי $A \in M_{n \times n}^{\mathbb{R}}$. נגדיר טרנספורמציה לינארית $S_A : M_{n \times n}^{\mathbb{R}} \to M_{n \times n}^{\mathbb{R}}$ על ידי $S_A(X) = X \cdot A$ לכל $X \in M_{n \times n}^{\mathbb{R}}$.
בדוק ש-$(S_A)^m = S_{A^m}$ לכל $m \geq 1$ שלם.
רמז: הוכח באינדוקציה על $m$. בצעד האינדוקציה, הפעל $S_A$ על $(S_A)^m(X)$ והשתמש בהנחת האינדוקציה.
פתרון: נוכיח באינדוקציה על $m$.
**בסיס:** עבור $m=1$: $(S_A)^1 = S_A = S_{A^1}$. נכון.
**צעד:** נניח $(S_A)^m = S_{A^m}$ ונוכיח עבור $m+1$.
לכל $X \in M_{n \times n}^{\mathbb{R}}$:
$$(S_A)^{m+1}(X) = S_A\bigl((S_A)^m(X)\bigr) = S_A\bigl(S_{A^m}(X)\bigr) = S_A(X \cdot A^m) = (X \cdot A^m) \cdot A = X \cdot A^{m+1} = S_{A^{m+1}}(X)$$
לכן $(S_A)^{m+1} = S_{A^{m+1}}$. $\blacksquare$
יהי Mn×nR עם המכפלה הפנימית הסטנדרטית, ותהי A∈Mn×nR. נגדיר טרנספורמציה לינארית SA:Mn×nR→Mn×nR על ידי SA(X)=X⋅A לכל X∈Mn×nR.
בדוק ש-(SA)m=SAm לכל m≥1 שלם.
האוניברסיטה הפתוחה982005סמסטר א
אופרטוריםהעתקה לינאריתהוכחה
הוכח באינדוקציה על m. בצעד האינדוקציה, הפעל SA על (SA)m(X) והשתמש בהנחת האינדוקציה.
נוכיח באינדוקציה על m.
בסיס: עבור m=1: (SA)1=SA=SA1. נכון.
צעד: נניח (SA)m=SAm ונוכיח עבור m+1.
לכל X∈Mn×nR:
(SA)m+1(X)=SA((SA)m(X))=SA(SAm(X))=SA(X⋅Am)=(X⋅Am)⋅A=X⋅Am+1=SAm+1(X)
לכן (SA)m+1=SAm+1. ■