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feat(geometria/schede): proprietà degli operatori normali
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$V_{-1}$ raccoglie gli operatori antisimmetrici.
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\end{itemize}
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\subsubsection{Operatori normali}
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Un operatore $f$ in uno spazio euclideo reale
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si dice normale se commuta col suo trasposto,
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ossia se $f \circ f^\top = f^\top \circ f$, mentre
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si dice normale in uno spazio euclideo complesso
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se commuta col suo aggiunto, ossia se $f \circ f^* = f^* \circ f$. \\ \vskip 0.05in
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Analogamente una matrice si dice
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normale se commuta con la sua trasposta (se è a elementi reali) o con la sua aggiunta (se è a elementi complessi). Una matrice contemporaneamente
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normale e triangolare è necessariamente una matrice
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diagonale. \\ \vskip 0.05in
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In uno spazio euclideo complesso, $f$ è normale $\iff$ $f$ è diagonalizzabile ($f$ è triangolarizzabile con una base ortonormale $\basis$ tramite
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l'algoritmo di ortogonalizzazione di Gram-Schmidt, e quindi la matrice $M_\basis(f)$ è sia normale che
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triangolare, e quindi diagonale). In uno spazio
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euclideo reale, se $f$ è triangolarizzabile e
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normale, allora $f$ è diagonalizzabile (come prima).
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\subsection{Spazi euclidei reali e complessi}
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base ortonormale di autovettori (\textit{teorema spettrale}). Se così non fosse, detto $W = V_{\lambda_1} \oplus^\perp \cdots \oplus^\perp V_{\lambda_k}$, $W^\perp$ sarebbe $f$-invariante e simmetrico/hermitiano, e dunque ammetterebbe un autovalore reale, contrariamente a quanto ipotizzato, \Lightning. Alternativamente, poiché
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$f$ è simmetrico (e in tal caso anche perché il
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polinomio caratteristico è completamente fattorizzabile in $\RR$) o hermitiano, $f$ è anche
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normale, ed è dunque diagonalizzabile; allora, poiché gli autospazi sono in somma diretta ortogonale, $f$ è anche ortogonalmente o unitariamente diagonalizzabile.
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normale, ed è dunque diagonalizzabile; allora, poiché gli autospazi sono in somma diretta ortogonale, $f$ è anche ortogonalmente o unitariamente diagonalizzabile. \\ \vskip 0.05in
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In termini matriciali, se $A$ è una matrice
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simmetrica a elementi reali (o hermitiana a elementi complessi), esiste una matrice $O \in O(n)$ (o $U \in U(n)$) tale per cui $O^\top A O$ (o $U \in U(n)$) è diagonale. Infatti $f_A$, l'operatore
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indotto da $A$ nella base ortonormale di $\RR^n$ (o $\CC^n$), è un operatore simmetrico (o hermitiano) rispetto al prodotto standard dello
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spazio euclideo che si sta studiando.
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\subsubsection{Radice quadrata di una matrice simmetrica, decomposizione polare e simultanea ortogonalizzabilità}
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