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EDO por cambio de variable independiente

Resolvemos una EDO de segundo orden por medio de un cambio de variable independiente. Enunciado Para $0 < x <1$ consideremos la ecuación diferencial $$x(1-x^2)^2y^{\prime\prime}-(1-x^2)^2y^\prime+5x^3y=0.$$ Resolverla usando el cambio de variable independiente $t=-\dfrac12\ln(1-x^2).$ Solución Para $0 < x < 1$ … Sigue leyendo

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Cambio de referencia en el espacio afín

Deducimos la ecuación matricial del cambio de referencia en un espacio afín, y damos un ejemplo de aplicación. Enunciado Sean $\mathcal{R}=\{O,B\}$ y $\mathcal{R}’=\{O’,B’\}$ dos referencias en un espacio afín $\mathbb{A}$ de dimensión $n.$ Demostrar que se verifica $$\begin{bmatrix}1\\{x_1}\\ \vdots\\{x_n}\end{bmatrix}=\begin{bmatrix} 1 … Sigue leyendo

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Formas bilineales: cambio de base

Proporcionamos ejercicios de cambio de base asociado a las formas bilineales. Enunciado La matriz de una forma bilineal $f=E\times F\to\mathbb{K}$ en las bases $B_E=\{u_1,u_2\}$ y $B_F=\{v_1,v_2,v_3\}$ es $$A=\begin{bmatrix}{2}&{-1}&{1}\\{3}&{4}&{1}\end{bmatrix}.$$ Hallar la matriz de $f$ en las nuevas bases $$B’_E=\{u_1-u_2,u_1+u_2\},\quad B’_F=\{v_1,v_1+v_2,v_1+v_2+v_3\}.$$ La … Sigue leyendo

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Cambio de base

Proporcionamos ejercicios sobre cambio de base en espacios vectoriales. Enunciado Sean $B=\{u_1,u_2\}$ y $B’=\{u’_1,u’_2\},$ dos bases de un espacio vectorial real $E$ de dimensión $2$ tales que $u’_1=u_1-2u_2,$ $u’_2=3u_1+4u_2.$ Se pide hallar: $a)$ La matriz de cambio o de paso … Sigue leyendo

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Cambio de base en el espacio dual

Proporcionamos ejercicios sobre cambio de base en el espacio dual. Enunciado En $\mathbb{R}^3$ se consideran las bases: $$\begin{aligned}&B_1=\{(1,1,0),\;(-1,0,2),\;(0,2,5)\}\\ &B_2=\{(0,1,1),\;(1,1,1),\;(3,1,0)\}.\end{aligned}$$ Hallar la matriz de cambio de $B_1^*$ a $B_2^*.$ Sean $E$ un espacio vectorial de dimensión $2$, $B$ y $B’$ bases … Sigue leyendo

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Cambio de base en endomorfismos, matrices semejantes

Proporcionamos ejercicios sobre cambio de base en endomorfismos y matrices semejantes. Enunciado Sea $f$ el endomorfismo en $\mathbb{R}^3$ cuya matriz en la base canónica $B$ es $$A=\begin{bmatrix}{2}&{0}&{1}\\{0}&{1}&{-1}\\{2}&{-1}&{2}\end{bmatrix}.$$ Hallar la matriz de $f$ en la base $B’=\{u_1,u_2,u_3\},$ siendo $u_1=(1,1,1),$ $u_2=(1,2,2),$ $u_3=(2,3,1).$ … Sigue leyendo

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Cambio de base en aplicaciones lineales, matrices equivalentes

Proporcionamos ejercicios sobre el cambio de base en aplicaciones lineales y matrices equivalentes. Enunciado Calcular los valores de $a\in\mathbb{R}$ para los cuales son equivalentes las matrices reales: $$A=\begin{bmatrix}1 & 2 & 3\\1 & 1 & 0\end{bmatrix},\quad B=\begin{bmatrix}1 & 1 & … Sigue leyendo

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Cambio de base en orbitales atómicos

Proporcionamos un ejemplo de cambio de base aplicado a orbitales atómicos. Enunciado En la interpretación del enlace químico mediante la teoría de orbitales moleculares desempeñan un papel importante los orbitales híbridos. Cuando el estudio se lleva a cabo solamente con … Sigue leyendo

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Integrales por sustitución o cambio de variable

Proponemos ejercicios sobre integrales por sustitución o cambio de variable. Enunciado Calcular las siguientes integrales, efectuando el cambio de variable indicado: $ a)\displaystyle\int x(4x^2+7)^9dx,\; t=5x^2+7.\quad b)\displaystyle\int \dfrac{x}{\sqrt{x+1}}dx,\;t=\sqrt{x+1}.$ Efectuando sustituciones o cambios de variable adecuados, hallar las integrales: $ a)\displaystyle\int x^3\sqrt[3]{x^4+1}\;dx.\quad … Sigue leyendo

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Integral doble impropia por un cambio ortogonal

Enunciado Calcular $$I(a,b)=\displaystyle\iint_{\mathbb{R}^2}e^{-(ax^2+2bxy+cy^2)}\;dxdy\quad(a>0\;,\;ac-b^2>0).$$ (Propuesto en examen, Amp. Calc., ETS de Ing. Industriales, UPM). Solución Consideremos la forma cuadrática $q(x,y)=ax^2+2bxy+cy^2=(x,y)\begin{pmatrix}{a}&{b}\\{b}&{c}\end{pmatrix}\begin{pmatrix}{x}\\{y}\end{pmatrix}.$ De las condiciones $a>0,ac-b^2>0$ deducimos que $q$ es definida positiva. Como consecuencia del teorema espectral, existe una matriz $P$ ortogonal tal … Sigue leyendo

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