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Apuntes

Ejercicios: Formas cuadráticas, signo y ejes principales

Practica★☆☆
Escribe la matriz simétrica de $q(x,y)=x^2+4y^2$, clasifica su signo y describe la curva de nivel $q=1$. La curva de nivel permite relacionar la expresión algebraica con…

Escribe la matriz simétrica de $q(x,y)=x^2+4y^2$, clasifica su signo y describe la curva de nivel $q=1$.

La curva de nivel permite relacionar la expresión algebraica con su geometría.

x y 0 q(x, y) = 1 (1, 0) (−1, 0) (0; 0,5) (0; −0,5)
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Practica★☆☆
Asocia una matriz simétrica a $q(x,y)=3x^2+4xy+2y^2$. Explica por qué las entradas fuera de la diagonal no son $4$.

Asocia una matriz simétrica a $q(x,y)=3x^2+4xy+2y^2$. Explica por qué las entradas fuera de la diagonal no son $4$.

Resolver
Practica★☆☆
Clasifica el signo de $q(x,y,z)=x^2+y^2$ en $\mathbb R^3$. Determina todos los vectores donde se anula.

Clasifica el signo de $q(x,y,z)=x^2+y^2$ en $\mathbb R^3$. Determina todos los vectores donde se anula.

Resolver
Practica★☆☆
Clasifica $q(x,y)=x^2-y^2$ y encuentra dos vectores que demuestren tu clasificación. Describe el nivel $q=1$.

Clasifica $q(x,y)=x^2-y^2$ y encuentra dos vectores que demuestren tu clasificación. Describe el nivel $q=1$.

Resolver
Practica★★☆
Encuentra los ejes principales y las longitudes de los semiejes de la elipse $2x^2+2xy+2y^2=1$ mediante un cambio ortogonal. La elipse está dibujada en las coordenadas…

Encuentra los ejes principales y las longitudes de los semiejes de la elipse $2x^2+2xy+2y^2=1$ mediante un cambio ortogonal.

La elipse está dibujada en las coordenadas originales; debes encontrar sus ejes principales.

x y −1 1 1 −1 O q = 1
Resolver
Practica★★☆
Clasifica el signo de $q(x,y)=x^2+6xy+9y^2$ y describe geométricamente su conjunto de ceros.

Clasifica el signo de $q(x,y)=x^2+6xy+9y^2$ y describe geométricamente su conjunto de ceros.

Resolver
Practica★★☆
Determina para qué $a\in\mathbb R$ la forma $q_a(x,y)=x^2+2axy+y^2$ es definida positiva, semidefinida positiva no definida o indefinida.

Determina para qué $a\in\mathbb R$ la forma $q_a(x,y)=x^2+2axy+y^2$ es definida positiva, semidefinida positiva no definida o indefinida.

Resolver
Practica★★☆
Clasifica $q(x,y,z)=2x^2+2y^2+2z^2+2xy$ y encuentra su menor valor sobre la esfera unidad.

Clasifica $q(x,y,z)=2x^2+2y^2+2z^2+2xy$ y encuentra su menor valor sobre la esfera unidad.

Resolver
Practica★★☆
Elimina el término mixto de $q(x,y)=4xy$ mediante un cambio ortogonal y describe el nivel $q=1$ en las nuevas coordenadas.

Elimina el término mixto de $q(x,y)=4xy$ mediante un cambio ortogonal y describe el nivel $q=1$ en las nuevas coordenadas.

Resolver
Practica★★☆
Una energía es $q(x,y)=5x^2-4xy+2y^2$. Demuestra que es estrictamente positiva fuera del origen y da la mejor constante $c$ tal que $q(x,y)\ge c(x^2+y^2)$ para todo…

Una energía es $q(x,y)=5x^2-4xy+2y^2$. Demuestra que es estrictamente positiva fuera del origen y da la mejor constante $c$ tal que $q(x,y)\ge c(x^2+y^2)$ para todo $(x,y)$.

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Practica★★★
Clasifica, para todo $a\in\mathbb R$, el signo de $q_a(x,y,z)=x^2+y^2+z^2+2axy$. Incluye los subespacios donde se anula en los casos semidefinidos.

Clasifica, para todo $a\in\mathbb R$, el signo de $q_a(x,y,z)=x^2+y^2+z^2+2axy$. Incluye los subespacios donde se anula en los casos semidefinidos.

Resolver
Practica★★★
Sea $A$ real simétrica y semidefinida positiva. Demuestra que $x^{\mathsf T}Ax=0$ si y solo si $Ax=0$. Da un contraejemplo si se permite que $A$ sea indefinida.

Sea $A$ real simétrica y semidefinida positiva. Demuestra que $x^{\mathsf T}Ax=0$ si y solo si $Ax=0$. Da un contraejemplo si se permite que $A$ sea indefinida.

Resolver
Practica★★★
Considera $q(x,y)=2x^2+2xy+2y^2-6x-6y+3$. Traslada el origen al centro y aplica un cambio ortogonal para clasificar y describir la curva $q=0$, indicando centro,…

Considera $q(x,y)=2x^2+2xy+2y^2-6x-6y+3$. Traslada el origen al centro y aplica un cambio ortogonal para clasificar y describir la curva $q=0$, indicando centro, direcciones y semiejes.

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Practica★★★
Explica la diferencia entre semejanza y congruencia para una matriz simétrica. Ilústrala con $A=\operatorname{diag}(1,4)$ y el cambio $x=S y$,…

Explica la diferencia entre semejanza y congruencia para una matriz simétrica. Ilústrala con $A=\operatorname{diag}(1,4)$ y el cambio $x=S y$, $S=\operatorname{diag}(1,1/2)$: calcula la matriz de la forma en las coordenadas $y$ y explica por qué sus autovalores pueden cambiar aunque se conserve el signo.

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