Para que valores es linealmente independiente

Para que valores de t los siguientes conjuntos son linealmente independientes?

S = { (t,1,1) , (1,t,1), (1,1,t) }

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1

Debemos comprobar el rango de la matriz que se obtiene poniendo apilados los vectores. Además, si quedan tantas filas como columnas, se puede comprobar que son linealmente independientes a través del determinante. Si es distinto de 0 son independientes

|t  1  1|
|1  t  1| =
|1  1  t|

Aquí las simplificaciones de hacer ceros no salen fácilmente vamos a resolverlo por los productos de diagonales

= t^3 + 1 + 1 - t - t - t = t^3 - 3t + 2

Hay que calcular las raíces de

t^3 - 3t + 2 = 0

Las ecuaciones de grado 3 están generalmente fuera de cualquier plan de estudios. Asi que probaremos las respuestas. Si no lo han querido hacer muy complicado serán enteras o al menos lo será 1 para tirar del ovillo.

Y si es entera dividirá al término libre que es 2, luego será 1, -1, 2 o -2

1^3 - 3·1 + 2 = 1 - 3 + 2 = 0

Y ahora usamos Ruffini para factorizar

    1  0  -3  2
1      1   1 -2 
    -----------
    1  1  -2 |0

t^3 - 3t + 2 = (t-1)(t^2 + t - 2)

Vemos que 1 es raíz de t^2+t-2 ya que 1+1-2=0

luego tenemos otra vez la raíz 1

     1   1  -2
1        1   2
     ----------
     1   2  |0

La descomposición total es:

t^3-3t+2 = (t-1)^2 · (t+2)

Luego los valores que hacen 0 el determinante son

t1 = 1

t2 = -2

Que son los que hacen que sean linealmente dependientes, luego la solución es:

Son linealmente independientes para todo t perteneciente a R-{1, -2}

Y eso es todo.

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