⚗Linear-Algebra

This note briefly states and proves one of the most famous inequalities in geometry/analysis. Theorem Statement Given $2n$ real numbers (you can see these two also as $n$ dimensional vectors), such as $x_{1}, \dots, x_{n}$ and $y_{1}, \dots, y_{n}$ then we have that $$ \left( \sum_{i = 1}^{n} x_{i}y_{i} \right) ^{2} \leq \left( \sum_{i= 1}^{n} x^{2}_{i} \right) \left( \sum_{i = 1}^{n} y^{2}_{i} \right) $$ In vectorial form we can rewrite this as $$ \lvert \langle u, v \rangle \rvert ^{2} \leq \langle u, u \rangle \cdot \langle v, v \rangle $$ with $u = \left( x_{1}, \dots, x_{n} \right)$ and $v = \left( y_{1}, \dots, y_{n} \right)$ and the $\langle \cdot, \cdot \rangle$ operator is the inner product....

2.1 Basi 2.1.1 Definizione Un insieme di vettori $v_1,...,v_n$ sono basi di uno spazio vettoriale $V$ se sono soddisfatte queste proprietà $V = \langle v_1,...,v_n\rangle$ $v_1,...,v_n$ sono linearmente indipendenti Dalla proprietà 2 potremmo anche dire che è il minimo insieme di vettori necessario per avere questa base. Finitamente generato Se l’insieme dei vettori nella base è finito allora posso dire che è finitamente generato Ma possiamo trovare anche spazi che non sono finitamente generati come $\R[x]$ che non hanno un numero finito di basi (perché dipende dal grado dei polinomi che può essere infinito)....

Spazi vettoriali 1.1 Piano cartesiano 1.1.1 Definizione Possiamo considerare il piano cartesiano come l’insieme $\R^2$ potremmo dire che esiste una corrispondenza fra una coordinata e un punto del piano, una volta che abbiamo definito un punto di origine. Si può vedere anche come corrispondenza biunivoca con vettori del piano per l’origine (parte dall’origine). Questa cosa vale anche per uno spazio n-dimensionale, non soltanto due, ma per semplicità di introduzione di questo lo faccio con 2...

Algebra modulare Assunzioni Andiamo ora ad assumere l’esistenza e correttezza di alcune cose di base. (in teoria si possono dimostrare da cose più di base, ma non ho tempo). Teorema fondamentale dell’algebra Ogni numero intero si fattorizza in modo unico. Algoritmo di Euclide La conseguenza più importante di questo teorema, dovuto ad Euclide è che se ho $a, b \in \mathbb{Z}$ allora esistono resto e dividendo fra i due. Ossia $\exists q, p : a\mid b = qk + p$ per qualche $k$ intero...

This set of notes tries to fix what I haven’t learned in 2021 course in algebra. It’s about inner product spaces. A good online reference on the topic is wilkinson. Definitions Inner product space We define the vector space $V$ to be a inner product space, if we define a inner product operator ($\langle \cdot, \cdot \rangle : V \times V \to R$) such that the following are valid: It is linear on both arguments: $$ \langle \alpha x_{1} + \beta x_{2}, y \rangle = \alpha \langle x_{1}, y \rangle + \beta \langle x_{2}, y \rangle $$ It is a symmetric operator: $\langle x, y \rangle = \langle y, x \rangle$ It is positive definite that is we have $\forall x \in V: \langle x, x \rangle \geq 0$ with equality only if $x = \boldsymbol{0}$ An example of such operator is the classical cosine distance which is just the angle, or euclidean distance....