matrices

 Lección 4. 
   Cambio de Base

Proposición 6. Sea $V$ un $K$-espacio de dimensión $n\geq 1$ y MATH, MATH bases de $V$. Entonces, cada vector $z_{j}\,$ se puede representar como una combinación lineal de los vectores de la base $X$

MATH, $1\leq j\leq n$, $(1)$

dando origen a una matriz cuadrada invertible $C=[c_{ij}]$ de orden $n$. $C$ se denomina la matriz de cambio de la base $X$ a la base $Z$. Además, $C^{-1}$ es la matriz de cambio de la base $Z$ a la base $X$.

Demostración. De acuerdo al Corolario 3 , basta probar que el rango de $C$ es $n$, es decir, que las columnas de $C$ son L I. Sean MATH tales que MATH, se tienen entonces las relaciones

MATH

Considérese ahora la combinación lineal

MATH

MATH

MATH

de donde, MATH

De otra parte, sea $D=[d_{ij}]$ la matriz de cambio de $Z$ a $X$, es decir,

MATH, $1\leq j\leq n$, $(2)$

reemplazando (2) en (1) resulta entonces que

MATH

MATH

para cada $1\leq j\leq n$, es decir, MATH si $i\neq j$ y MATH si $i=j.$ En otras palabras, $DC=E$ (véase el producto de matrices definido en la primera lección del presente capítulo). Remplazando (1) en (2) se obtiene que $CD=E$. Esto completa la demostración de la proposición.

Como cierre de la prueba se debe hacer la siguiente observación: si MATH es el vector de coordenadas del vector $v\in V$ en la base $X$ y MATH es el vector de coordenadas de $v$ en la base $Z$ , entonces

MATH MATH

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