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Un sistema independiente de generación

Supongamos que $f_1, f_2,...$ son un conjunto de funciones $\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ para que cada uno es el poder de algunas h función no constante. Así $ f_ i=h^{n_i}$ para algún número natural n.

¿Es posible que tal sistema sea linealmente dependiente?

¿Qué otras condiciones garantizarían la independencia?

Estaba pensando en esto porque lo necesito para demostrar que un conjunto en linealmente independiente. Y no estaba convencido de que las funciones que tiene ser lhjlj potencia sería suficiente.

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tooshel Puntos 475

Lo siguiente se aplica a través de un campo arbitrario, con escalar de funciones con valores en un conjunto arbitrario (y que fue escrito antes de que estos se han especificado). Voy a hacer la simplificación de la suposición de que en el hecho de $f_i = h^i$, lo que resulta en la no pérdida de generalidad.

El conjunto $\{h,h^2,h^3,\ldots\}$ es linealmente independiente si y sólo si $h$ toma en infinidad de valores. (En particular, con la suposición de que $h:\mathbb R\to\mathbb R$, sería suficiente para$h$, no constante y continua.)

Primero supongamos que $h$ toma en infinidad de valores, y deje $n$ ser un entero positivo. A ver que $\{h,h^2,\ldots,h^n\}$ es linealmente independiente, supongamos que $a_1,a_2,\ldots,a_n$ son escalares tales que $a_1h+a_2h^2+\cdots a_nh^n=0$ de forma idéntica. Deje $x_1,\ldots, x_n$ ser los puntos en el dominio donde se $h$ toma distintos valores distintos de cero, decir $y_i=h(x_i)$, $y_i\neq y_j$ si $i\neq j$. Entonces las ecuaciones se obtiene de conectar el $x_i$s en la identidad de $a_1h+a_2h^2+\cdots a_nh^n=0$ puede ser organizado en la ecuación de matriz $$\begin{bmatrix} y_1 & y_1^2 & \cdots & y_1^n\\ y_2 & y_2^2 & \cdots & y_2^n\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots\\ y_n & y_n^2 & \cdots & y_n^n \end{bmatrix} \begin{bmatrix} a_1 \\a_2\\ \vdots \\ a_n\end{bmatrix}=0.$$

Si $A$ es la matriz cuadrada en esta ecuación, tenga en cuenta que $A$ tiene el mismo determinante como el invertible la matriz de Vandermonde $\begin{bmatrix} 1&\vec 0\\ \vec1& A\end{bmatrix}$ donde $\vec{1}$ es el vector columna de todos los $1$s y $\vec{0}$ es el vector fila de todos los $0$s. Por lo tanto, $A$ es invertible, lo que implica que $a_1=a_2=\cdots=a_n=0$.

Ahora supongamos que $h$ toma sólo un número finito de valores, decir $k$ de ellos, y que los conjuntos donde $h$ toma distintos valores de $E_1,E_2,\ldots,E_k$. El espacio vectorial de las funciones que son constantes en cada una de las $E_i$ es finito dimensionales con dimensión $k$, y cada una de las $h^i$ se encuentra en este espacio. Por lo tanto, $\{h,h^2,\ldots,h^{k+1}\}$ es linealmente dependiente.

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