# Formulujte následující tvrzení a věty ### vlastnosti sčítání, násobení matic - **sčítání matic** - matice $A, B$ - pouze matice stejného typu - sčítá se po prvcích => $c_{ij} = a_{ij} + b_{ij}$ - $C = A + B$ - odečítání analogicky - **násobení matic** - konstantou - máme matici $A$ a koeficient $k \in \mathbb{C}$ - **každý prvek matice vynásobíme číslem k** - $c_{ij} = k * a_{ij}$ - násobení dvou matic - $C = A * B$: $A$ typu m/n, $B$ typu n/p - počet sloupců první matice se musí rovnat počtu řádků druhé matice - **skalární součin i-tého řádkového vektoru $A$ a j-tého sloupcového vektoru $B$** - násobení matic není komutativní! - výsledná matice typu m/p ### Vietovy vzorce, věta o rozkladu polynomu na součin kořenových činitelů - Vietovy vzorce - máme **polynom proměnné x** - $p(x)$ a kořeny $c_1, c_2, ..., c_n$ polynomu p(x) - $a_{n-1} = -a_n(c_1, c_2, ..., c_n)$ - věta o rozkladu polynomu na součin kořenových činitelů - každý polynom lze vyjádřit jako: - $p(x) = (x-c_1)(x-c_2)...(x-c_n)$ - $c_1, c_2, ..., c_n$ - kořeny polynomu p(x) ### věta o lin. závislosti prvků - prvky $v_1, v_2, ..., v_n$ jsou LZ pokud se alespoň jeden z nich dá vyjádřit jako LK ostatních - každá podmnožina LN pvrků je LN - každá nadmnožina LZ prvků je LZ - LZ množina může obsahovat LN množinu - množina s nulovým prvkem je LZ, {0} je LZ ### věta o existenci báze, Steinitzova věta o výměně - **věta o existenci báze** - v každém nenulovém konečně generovaném $L. V. P. \ \exist$ alespoň jedna báze - báze nulového (triviálního) $L. V. P.$ je {0} - **Steinitzova věta o výměně** - máme $L. V. P.$ - V, $M = \{g_1, g_2, ..., g_m\}$ ... generátory V, $N = \{b_1, b_2, ..., b_n\}$ ... báze V - $dim (N) \leq dim (M)$ - LZ prvky z $M$ lze nahradit prvky z $N$ => $N$ znovu generuje V ### věta o souřadnicích prvků v bázi - máme: - V - nenulový, konečně generovaný $L. V. P.$ - $B = \{\vec b_1, \vec b_2, ..., \vec b_n\}$ uspořádaná báze V - koeficienty $c_1, c_2, ..., c_n \in R$ - $\vec v \in V$ - **souřadnice prvku** $\vec v$ v bázi $B$ je LK $\vec v = c_1b_1 + c_2b_2 + ... + c_nb_n$ - značí se $\widehat{\vec v_B} = [c_1, c_2, ..., c_n]^T$ - je nutné dávat si pozor na pořadí! - **souřadnice součtu dvou prvků** jsou **součtem souřadnic těchto prvků** - $\widehat {(\vec v_1 + \vec v_2)} = \widehat {(\vec v_1)} + \widehat {(\vec v_2)}$ - **souřadnice $\lambda$ - násobku** jsou **rovny $\lambda$ - násobku souřadnic tohoto prvku** - $\widehat {(\lambda * \vec v)} = \lambda * \widehat {(\vec v)}$ ### věta o rozvoji determinantu podle řádku - máme: $A$ - čtvercová matice řádu n, $i \in \{1, 2, ..., n\}$ - rozvoj podle $i$-tého řádku - $det(A) = a_{i1}A_{i1} + a_{i2}A_{i2} + ... + a_{in}A_{in}$ - věta platí analogicky i podle sloupce ($det(A) = det(A^T)$) ### věty o elementárních úpravách determinantu - **elementární úpravy** - **prohození dvou řádků matice** - **vynásobení jednoho řádku matice** (nenulovým číslem) - **přičtění k-násobku jednoho řádku k jinému** - pouze pro determinanty platí elementární úpravy i pro sloupce - **prohození dvou řádků** - matice $B$ vznikne prohozením dvou řádků $A$ - $det(B) = -det(A)$ - má-li matice A dva stejné řádky / sloupce => $det(A) = 0$ - **vynásobení číslem** - matice $B$ vznikne vynásobením $i$-tého řádku číslem $c$ - $det(B) = c * det(A)$ - má-li $A$ nulový řádek / sloupec => $det(A) = 0$ ### věta o stupňovitém tvaru matice - pivot - první nenulový prvek na řádku - matice je ve **stupňovitém tvaru** pokud: - pro každý řádek platí: - je-li pivot na pozici j => ve všech dalších řádcích je pivot na pozici $j' > j$ - je-li i-tý řádek nulový => další řádky nulové ### věta o existenci inverzní matice - inverzní matice $\exist$ pouze pro regulární matice - inverzní matice je jednoznačně určena ### věta o dimenzích jádra a obrazu lin. zobr - Nechť $U, V$ ... lineární vektorové prostory a $\mathbb{L}: U \rightarrow V$ ... lineární zobrazení - Ker($\mathbb{L}$) ... podprostorem $U$ - Im($\mathbb{L}$) ... podprostorem $V$ - dim($U$) = dim(ker($\mathbb{L}$)) + dim(Im($\mathbb{L}$)) ### vlastnosti izomorfního zobrazení - Nechť $U, V$ ... lineární vektorové prostory a $\mathbb{L}: U \rightarrow V$ ... lineární zobrazení - izomorfní zobrazení: $\mathbb{L}: U \rightarrow V$ - je **prosté** a zároveň **"na"** - inverzní izomorfní zobrazení: $\mathbb{L}^{-1}: U \rightarrow V$ je též izomorfní - $\mathbb{L}$ je izoformizmus: - <=> Ker($\mathbb{L}$) = {$0_U$} a zároveň Im($\mathbb{L}$) = V - <=> dim($U$) = dim(V) - pokud je zobrazení izomorfní => $x_1, x_2, ..., x_n \in U$ jsou LZ pokud $\mathbb{L}(x_1), (x_2), ..., (x_n) \in V$ jsou LZ ### vlastnosti matice přechodu - nechť $C$, $D$ jsou dvě báze prostoru $U$ - $T$ je **matice přechodu** od báze $D$ k bázi $C$ - => 1. $T$ je regulární - => 2. $T_{\vec u_C} = \vec u_D \forall \vec u \in U$ - => 3. $T^{-1}$ ... matice přechodu od báze $C$ k bázi $D$ ### Frobeniova podmínka řešitelnosti soustav - máme soustavu rovnic ($A*x = b$) - soustava rovnic má 1 řešení pokud: - hod($A|b$) = hod($A$) - soustava nemá řešení pokud: - hod($A|b$) $\neq$ hod($A$) - soustava má nekonečně mnoho řešení pokud: - hod($A|b$) $<$ n (počet neznámých)