sábado, 24 de noviembre de 2012

EJEMPLO UTILIZANDO ALGEBRA LINEAL PARA UN PROGRAMA MATEMATICO



APLICACIONES DEL ALGEBRA LINEAL UTILIZANDO DERIVE™



*  DERIVE 

Es un gran programa para el cálculo matemático avanzado: variables, expresiones algebraicas, ecuaciones, funciones, vectores, matrices, trigonometría, etc. También tiene capacidades de calculadora científica, y puede representar funciones gráficas en dos y tres dimensiones en varios sistemas coordenados.
La potencia de Derive es enorme y no resulta complicado de manejar, teniendo en cuenta la gran cantidad de posibilidades que ofrece. 
Por medio de este programa, aprovechando su eficacia, y proponiendo ideas para formular problemas del algebra lineal, se darán soluciones a los siguientes problemas:

 Construir una función que permita generar aleatoriamente matrices no singulares de cualquier orden, de tal forma que sus inversas sean re vertibles.
Para ellos partimos de una ‘matriz semilla’, triangular superior   que tenga sobre la diagonal 1 o -1 y que genere aleatoriamente los números por encima de la diagonal.

Se construye una función FI, tal que dada una matriz v permite sumar la fila j multiplicada por un escalar a la fila i.

Siendo:
Empleando la traspuesta de una matriz, se construye a partir de la función FI   la función FC tal que, dada una matriz v permite sumar la columna j multiplicada por un escalar a la columna i.
Llamando ID(n) a la matriz idéntica de orden n;   se construye la matriz que estamos buscando MATRIZ_ENTERA(n); de la siguiente manera:

A manera de ejemplo, puede calcularse MATRIZ_ENTERA(n) para n -2, 3, 4, 5, 6 y 7.

 Construir una función que permita generar matrices con valores propios determinados. Los pasos a seguir son los siguientes:

A continuación se construye una ‘’matriz semilla’’, triangular superior que tenga sobre la diagonal los valores propios y que genere aleatoriamente los números por encima de la diagonal.

Luego, la función como la que se pide es:

Finalmente, se construye una función que nos permita ver la matriz, el polinomio característico y los valores propios:

A manera, de ejemplo, puede calcularse:
Construir una función que permita calcular para cada valor propio de una matriz los correspondientes vectores propios.

Precision: - Exact

A manera de ejemplo se puede calcular:

Dada una base v del espacio vectorial de partida, y una base w de espacio de llegada; construir la transformación lineal que envía a v en w.
La función es la siguiente:

Finalmente puede presentarse de la siguiente manera:

A manera de ilustración pueden calcularse las transformaciones lineales que envían la base   en la base w de   para los siguientes ejemplos:

Para finalizar con esta aplicación, se puede tomar como conclusión, que el programa Drive es muy útil para aplicar algebra lineal. Al resolver los anteriores problemas formando las funciones en Drive, se pasa a resolver los ejemplos y así, dar soluciones. Podemos aplicar vectores, matrices, entre otros, e ingeniar nosotros mismos los problemas a resolver.




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