Ricevimento:
Giovedì 13-14.30 Stanza 109 Largo S L Murialdo 1 o per appuntamento scrivendo a bruno@mat.uniroma3.it
Programma del corso:
I modulo
1- Sistemi lineari: matrice dei coefficienti; somma di matrici e prodotto per scalari; matrici ridotte: algoritmo di Gauss-Jordan.
2- Prodotto righe per colonne di matrici; matrici invertibili; rango di una matrice: il Teorema di Rouche’-Capelli.
3- Vettori geometrici. Spazi vettoriali. Sottospazi. Vettori generatori e vettori linearmente indipendenti.
4- Base di uno spazio vettoriale; dimensione; la formula di Grassmann.
5- Applicazioni lineari: nucleo e immagine di un’applicazione lineare. Il Teorema di nullita’ piu’ rango.
6- Matrice associata a un’applicazione lineare. Diagonalizzazione di operatori lineari.
Testo di riferimento:
F. Flamini; A. Verra: “Matrici e vettori -Corso di base di geometria e algebra lineare” Carocci ed.
Un ottimo testo con esercizi svolti: in rete all’indirizzo:
Fai clic per accedere a Esercizi_algebra_lineare_2.pdf
Diario delle lezioni:
2/10 – Insiemi numerici
4/10- Equazioni lineari: generalità (Capitolo 1.1)
9/10- Esempi di sistemi lineari: 1×1, 1×2, 2×2; metodi di risoluzione e rette nel piano
11/10- Matrici. Matrice dei coefficienti e matrice completa di un sistema (Capitolo 1.2)
16/10- Matrici ridotte. Riduzione per righe di una matrice (Capitolo 1.3)
18/10-Algoritmo di riduzione per righe. Esempi ed esercizi.
23/10- Sistemi lineari a gradini e compatibilità di un sistema lineare ridotto(Capitolo 1.4)
25/10- Moltiplicazione righe per colonne. Esempi ed esercizi (Capitolo 2.1)
6/11- Matrici invertibili. Il caso delle matrici 2 x2: determinante e inversa
8/11- Caratterizzazione delle matrici invertibili. Il gruppo GL(n). Riduzione per righe mediante il prodotto a sinistra per una matrice invertibile.
13/11- Determinazione dell’inversa di una matrice invertibile mediante il procedimento di Gauss-Jordan (Capitolo 2.2)
15/11- Rango di una matrice (Capitolo 2.3). Il teorema di Rouché-Capelli (Capitolo 2.4)
20/11- Spazi vettoriali. Definizione ed esempi (Capitolo 4.1)
22/11- Sottospazi vettoriali. Definizione ed esempi (Capitolo 4.2)
27/11- Sottospazi vettoriali e combinazioni lineari
29/11- Spazi vettoriali finitamente generati. Definizione ed esempi
4/12- Sistemi di vettori linearmente indipendenti. Definizione ed esempi
6/12- Il concetto di base. La base canonica di R^n. Esempi di basi in ulteriori spazi vettoriali
11/12 Uno spazio vettoriale generato da p vettori non ha più di p+1 vettori linearmente indipendenti. Tutte le basi hanno lo stesso numero di vettori, che è la dimensione di uno spazio vettoriale. Se dimV=n allora n vettori linearmente indipendenti o n generatori formano una base.
13/12 Se V ha una base ogni vettore si scrive in modo unico come combinazione lineare dei vettori della base e quindi a ogni vettore si associa in maniera univoca una n-pla di numeri reali. Esempi ed esercizi
18/12 La formula di Grassmann. Dimensione dell’intersezione di due sottospazi di uno spazio vettoriale. Applicazioni lineare, Definizione ed esempi.
08/01 Il nucleo e l’immagine di un’applicazione lineare. Il Teorema di nullità più rango
10/01 Isomorfismi tra spazi vettoriali. Due spazi vettoriali sono isomorfi se e solo se hanno la stessa dimensione. In particolare se dimV=n allora V e’ isomorfo a R^n.
15/01 Ogni applicazione lineare tra spazi vettoriali, si esprime tramite una matrice se sono date una base per V e una base per W.
17/01 Tale matrice non è unica: ad ogni base per V e base per W corrisponde una matrice e tutte le matrici associate a un’applicazione lineare sono legate tra loro
22/01 Se f: V -> V è un operatore lineare si può allora cercare se esiste una base rispetto a cui f e’ rappresentato da una matrice diagonale. Condizione necessaria e sufficiente affinchè un operatore sia diagonalizzabile è che f abbia n autovalori contati con molteplicità e che per ogni autovalore molteplicità algebrica e geometrica coincidano.
24/01 Diagonalizzazione di operatori (matrici quadrate): esempi ed esercizi.
Prossimi passi:
-5 febbraio ore 14 in aula N3; esercitazione finale
-12 febbraio ore 14 in aula N3: esercitazione generale finale (OGGI ARRIVO ALLE !4.30
PER ASPETTARE I COLLEGHI CHE HANNO UNA CONSEGNA DI DISEGNO)
Il 16 febbraio dalle ore 9 nelle aule N1, N3, N10 si svolgerà la prova di esonero dallo scritto per il primo modulo; possono partecipare previo prenotazione su Gomp tutti gli immatricolati.
Gli studenti dal secondo anno in poi possono partecipare all’esonero solo se hanno seguito e non hanno partecipato alla prova del 5 febbraio, a loro destinata; essi dovranno comunque contattarmi dal 12 al 14 gennaio per essere autorizzati a partecipare alla prova.
Esercizi ottimamente svolti e riguardanti il corso sono in particolare nei capitoli 7, 8, 9 del testo: http://www.dsi.unive.it/~acarraro/Esercizi_algebra_lineare_2.pdf
Un po’ di prove degli anni passati:
ESITO DELLA PROVA DI ESONERO:
ESITO_16_02_19ESITO_16_02_19
Correzione e restituzione dei compiti: venerdi’ 8 dalle ore 14.15 alle 15.45 in aula N18
PROGRAMMA DELLA SECONDA PARTE DEL CORSO:
- Forme bilineari simmetriche e prodotti scalari. Lunghezze, angoli, ortogonalità. Basi ortogonali e ortonormali. Procedimento di Gram-Schmidt. Forme quadratiche. Teorema spettrale. Diagonalizzazione e classificazione di forme quadratiche su uno spazio vettoriale euclideo. Basi e forma canonica di Sylvester. Prodotto vettoriale e prodotto misto in uno spazio vettoriale euclideo di dimensione 3.
- Geometria analitica in un piano e in uno spazio euclidei. Equazioni cartesiane e parametriche di rette e piani. Fasci propri e impropri di rette e di piani. determinazione della posizione reciproca di rette e piani attraverso le loro equazioni.
- Curve parametrizzate. Curve regolari. Rettificabilità e lunghezza. Ascissa curvilinea. Base ortonormale mobile lungo la curva. Curvatura, torsione, raggio di curvatura. Cerchio e piano osculatore. Formule di Frenet nel piano e nello spazio. Calcolo pratico di velocità, curvatura, torsione e di tutto l’apparato mobile.
- Funzioni di più variabili e loro grafici. Elementi di topologia di R^n. Continuità, derivate parziali, differenziabilità. Gradiente, derivate direzionali. Derivate successive e teorema di Schwarz. Matrice hessiana e sua interpretazione.
- Funzioni differenziabili di più variabili a valori vettoriali.
- Equazioni differenziali
Diario delle lezioni:
01/03- Forme bilineari e prodotti scalari. Definizioni ed esempi (Capitolo 5.1)
05/03- La matrice associata a una forma bilineare. Matrici definite positive. (Capitolo 5.3)
08/03- L’algoritmo di Gram-Schmidt (Capitolo 5.4)
Attenzione: martedì 12 e venerdì 15 avremo due lezioni!
La seconda lezione di domani si svolgerà in aula N13
12/03 Esercizi sull’algoritmo di Gram-Schmidt. Norma e basi ortonormali
12/03 Angolo tra vettori. Relazione tra le matrici che esprimono un prodotto scalare in relazione a diverse basi. La matrice del cambiamento di base tra due basi ortonormali e’ ortogonale.
15/03 Esercizi su prodotti scalari, basi ortonormali, angoli.
15/03 Operatori unitari e operatori autoaggiunti. Il polinomio caratteristico di una matrice simmetrica ha tutte le radici reali (dimostrazione per n < 4)
19/03 Esercizi riepilogativi
22/03 Spazi affini. Definizioni ed esempi
26/03 Lo spazio affine e le varietà lineari
29/03 Rette nel piano
05/04 Piani e rette nello spazio
12/04 Esercizi su piani e rette nello spazio
30/04 Coniche: definizione e invarianti per isometrie
03/05 Forme canoniche di coniche e riduzione a meno di isometrie
07/05 Geometria differenziale delle curve. Introduzione
10/05 Sulla riduzione delle coniche. Ascissa curvilinea
14/05 Apparato e formule di Frénet per una curva nel piano e nello spazio
Appunti utili:G2curve
17/05 Calcolo pratico dell’ apparato di Frénet. Equazioni differenziali a variabili separabili e lineari del primo ordine.
Appunti utili (Prof. Lancellotti, PoliTo): equazioni_differenziali_Lancellotti
21/05 Equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti omogenee e con particolari termini noti.
24/05 Funzioni di più variabili reali, Nozioni topologiche e limiti.
28/05 Continuità e derivabilità. Il gradiente e il Teorema di Schwarz
31/05 Funzioni differenziabili. Il piano tangente al grafico, Formula di Taylor. L’Hessiana. Condizioni sufficiente perché un punto critico sia un estremo locale di una funzione.
Appunti utili: (Prof. Centomo, Università di Padova) p_variabili
04/06 Integrali multipli
07/06 Funzioni di più variabili a valori in R^n
11/06 Esercitazione generale
La lezione di venerdi 14/06 (Fac-simile di esonero) si terrà in orario usuale 16-18 nella solita aula (credo N15)
Esonero: sabato 22 alle ore 9 in N11
ESONERATI_GEOM_1819 ESITO_220619
Consegna compiti ed eventuale verbalizzazione: giovedi’ 27 ore 12.30 nel mio studio
Consegna compiti ed eventuale verbalizzazione: lunedì 15 ore 12.30 nel mio studio
Consegna compiti ed eventuale verbalizzazione: lunedì 9 ore 15 nel mio studio