Sila jelaskan, ini adalah transformasi Linear atau tidak?

Sila jelaskan, ini adalah transformasi Linear atau tidak?
Anonim

Jawapan:

Lihat di bawah

Penjelasan:

Sebuah transformasi #T: V ke W # dikatakan linear jika ia mempunyai dua sifat berikut:

  • #T (v_1 + v_2) = T (v_1) + T (v_2) # untuk setiap # v_1, v_2 in V #
  • #T (cv) = cT (v) # untuk setiap #v dalam V # dan setiap skalar # c #

Perhatikan bahawa harta kedua mengandaikannya # V # tertanam dengan dua operasi jumlah dan pendaraban skalar. Dalam kes kami, jumlahnya adalah jumlah antara polinomial, dan pendaraban adalah pendaraban dengan nombor nyata (saya anggap).

Apabila anda memperoleh polinomial anda menurunkan ijazahnya dengan #1#, jadi jika anda memperoleh polinomial ijazah #4# dua kali, anda akan mendapat polinomial darjah #2#. Perhatikan bahawa, apabila kita bercakap tentang satu set semua empat darjah polinomial, kita sebenarnya bermaksud set semua polinomial darjah kebanyakannya empat. Sebenarnya, tahap generik empat polinomial adalah

# a_0 + a_1x + a_2x ^ 2 + a_3x ^ 3 + a_4x ^ 4 #

Sekiranya anda mahukan tahap dua polinomial # 3 + 6x-5x ^ 2 #, contohnya, anda hanya pilih

# a_0 = 3, a_1 = 6, a_2 = -5, a_3 = a_4 = 0 #

Dengan kata itu, mari kita mengenal pasti ruang darjah polinomial # n # dengan # P_n #, dan tentukan pengendali kami #T: P_4 ke P_2 # seperti itu #T (f (x)) = f '' (x) #

Mari proove harta pertama: anggap kita mempunyai polinomial

# p_1 = a_0 + a_1x + a_2x ^ 2 + a_3x ^ 3 + a_4x ^ 4 #

dan

# p_2 = b_0 + b_1x + b_2x ^ 2 + b_3x ^ 3 + b_4x ^ 4 #

Ini bermakna itu # p_1 + p_2 # sama dengan

(a_1 + b_1) x (a_2 + b_2) x ^ 2 + (a_3 + b_3) x ^ 3 + (a_4 + b_4) x ^ 4 #

#T (p_1 + p_2) # adalah derivatif kedua polinomial ini, jadi itu

# 2 (a_2 + b_2) +6 (a_3 + b_3) x + 12 (a_4 + b_4) x ^ 2 #

(Saya memohon dua kali peraturan kuasa untuk terbitan: derivatif kedua # x ^ n # adalah #n (n-1) x ^ {n-2} #)

Sekarang mari kita katakan #T (p_1) #, iaitu derivatif kedua # p_1 #:

# 2a_2 + 6a_3x + 12a_4x ^ 2 #

Begitu juga, #T (p_2) #, iaitu derivatif kedua # p_2 #, adalah

# 2b_2 + 6b_3x + 12b_4x ^ 2 #

Sekiranya anda menyatakan ungkapan ini, anda boleh melihat bahawa kami ada

#T (p_1 + p_2) = T (p_1) + T (p_2) #

Harta kedua ditunjukkan dengan cara yang sama: diberikan polinomial

#p = a_0 + a_1x + a_2x ^ 2 + a_3x ^ 3 + a_4x ^ 4 #

kami ada, untuk mana-mana nombor sebenar # c #,

#cp = ca_0 + ca_1x + ca_2x ^ 2 + ca_3x ^ 3 + ca_4x ^ 4 #

Oleh itu, derivatif kedua

# 2ca_2 + 6ca_3x + 12ca_4x ^ 2 #

yang sekali lagi adalah sama seperti pengkomputeran #T (p) #, dan kemudian kalikan semua dengan # c #, iaitu #T (cp) = cT (p) #