Espaços vectoriais Conjunto de vectores e um conjunto de escalares Duas operações: 1. Adição vectorial soma de vectores é outro vector do conjunto comutatividade associatividade existência dum vector nulo (zero) para qualquer vector existe um vector inverso 2. Multiplicação escalar o produto dum escalar com um vector é outro vector propriedades distributivas associatividade combinação linear dos vectores é linearmente independente de quando não pode ser escrito como combinação linear deles. Algumas definições • Um conjunto de vectores linearmente independentes: Qualquer um dos vector é linearmente independente dos outros • Um conjunto de vectores gera um espaço vectorial: qualquer vector do espaço pode ser escrito como combinação linear dos vectores deste conjunto • Um conjunto de vectores linearmente independentes que gera um espaço vectorial chamase uma base deste espaço • O número de vectores que constituem uma base chamase a dimensão do espaço Representação de vectores Um determinado vector pode ser escrito na base como dimensão n O vector é univocamente representado pelo npleto ordenado de componentes Pode ser mais fácil trabalhar com componentes. Por exemplo; Desvantagem: perda de generalidade. O mesmo cálculo numa outra base terá outro aspecto. Produtos internos Produto interno de dois vectores e : Número complexo, com é real e não negativo A norma: (“comprimento” do vector) Vector com norma = 1: “normalizado” Vectores ortogonais: Uma base pode ser escolhida como conjunto de vectores ortogonais. Neste caso temos simplesmente (propriedade importante de produtos internos) Desigualdade de Schwartz: Matrizes Transformação dum vector em outro do mesmo espaço Transformações lineares satisfazem O conhecimento da transformação dos vectores duma base determina a transformação de qualquer vector vector arbitrário daqui vemos como as componentes se transformam Os n2 elementos Tij determinam univocamente a transfomação Tˆ (relativamente a uma determinada base) Numa base ortonormada Pode ser escrito em forma matricial Estudo de transformações lineares teoria de matrizes Soma de matrices Soma de transformações lineares Produto de transformações Representação matricial deste produto regra da multiplicação de matrizes vector escrito como matriz n × 1 (coluna) Com isso, uma transformação é representada por uma multiplicação de matrizes Conceitos da teoria das matrizes a matriz transposta (trocar filas e colunas) a transposta duma coluna é uma fila matriz simétrica: matriz antisimétrica: matriz conjugada: matriz real: matriz imaginária: matriz hermítica conjugada (matriz adjunta): matriz hermítica: matriz antihermítica: Nesta notação, o produto interno de vectores é Em geral, a multiplicação de matrizes não comuta: Definição do comutador: Transposta e adjunta dum produto: A matriz da unidade: ou A matriz inversa é definida através de C é a matriz dos cofactores Caso det T = 0, a inversa não existe (T é singular) Inversa dum produto: Matriz unitária: Transformações unitárias preservam o produto interno