Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.mccme.ru/free-books/konkurs2003.html
Дата изменения: Fri Nov 27 15:08:38 2009
Дата индексирования: Sun Feb 3 04:46:12 2013
Кодировка: koi8-r

Поисковые слова: http www.badastronomy.com phpbb index.php
"Математическое Просвещение" - конкурс решения задач по линейной алгебре

Конкурс решения задач по линейной алгебре

Большая часть этих задач предлагалась Э.Б.Винбергом студентам НМУ весной 1993 года.

Победители конкурса будут награждены математической литературой (в том числе и с дарственными надписями авторов). При определении победителей будут учитываться в первую очередь наиболее простые и красивые решения. Срок представления решений - 15 сентября 2003 г. Участниками конкурса могут быть школьники и студенты первого курса.

Работы следует присылать по адресу 119002, Москва, Б. Власьевский пер., д.11, к.202 (с пометкой "На конкурс Математического просвещения").

Условия задач

(Условия задач приводятся в TeX'овской записи. Если есть сомнения в правильности понимания условий, возьмите PostScript или PDF файл.)

1. Доказать, что всякий пятигранный выпуклый конус в трехмерном евклидовом пространстве можно линейным преобразованием привести к такому виду, чтобы каждое ребро было перпендикулярно противоположной грани.

2. Указать конечное число троек подпространств пространства $K^n$, обладающее тем свойством, что для любого $n$-мерного пространства $V$ над полем $K$ и любой его тройки подпространств $V_1, V_2, V_3$ найдется изоморфизм $V\rightarrow K^n$, отображающий $V_1, V_2, V_3$ на подпространства одной из указанных троек.

3. Доказать, что не существует более чем $\left[n^2/4\right]+1$ линейно независимых матриц порядка $n$, перестановочных между собой.

4. Функция $f(x,y)$ двух действительныx переменных является многочленом от $x$ при любом фиксированном $y$ и многочленом от $y$ при любом фиксированном $x$. Доказать, что $f$ --- многочлен от двух переменных.

5. Пусть $\A$ --- такой линейный оператор в эрмитовом пространстве, что матричные элементы оператора $(\exp\ t\A^*)(\exp\ t\A)$ суть многочлены от $t$. Доказать что пространство $V$ может быть разложено в ортогональную сумму $A$-инвариантных подпространств таким образом, что ограничение оператора $A$ на каждое из этих подпространств есть сумма нильпотентного оператора и оператора умножения на чисто мнимое число.

6. Пусть $\alpha$ и $\beta$ --- движения $n$-мерного евклидова пространства, удовлетворяющие условиям $\alpha^3\beta^3=(\alpha\beta)^2=id$. Доказать, что $\alpha$ и $\beta$ имеют общую неподвижную точку или общую инвариантную прямую.

7. Назовем тройку $(A,B,C)$ квадратных матриц 3-го порядка абсолютно вырожденной, если любая их линейная комбинация вырожденна. Доказать, что с помощью преобразования вида $$(A,B,C)\mapsto(UAV,UBV,UCV),$$ где $U$ и $V$~--- невырожденные матрицы, любую абсолютно вырожденную тройку можно привести к виду, удовлетворяющему одному из трех условий:
1) первый столбец всех трех матриц нулевой;
2) левый нижний угол размера $2\times2$ всех трех матриц нулевой;
3) последняя строка всех трех матриц нулевая;
4) все три матрицы кососимметрические.