UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

PROGRAMA DE MTM 5246 – ÁLGEBRA LINEAR

Pré-Requisito:

No de Horas-Aulas Semanais: 04

No Total de aulas: 72

Curso: Engenharia Elétrica

Ementa:

Matrizes e Determinantes: Operações matriciais, Transposta de uma matriz. Matrizes quadradas. Sistemas Lineares: Interpretação geométrica (sistemas 2x2). Sistemas triangulares. Operações elementares. Matrizes elementares. Matrizes de permutação. Decomposiçao PA=LU. Matrizes simétricas positivas definidas. Espaços Vetoriais: Espaço vetorial Rn. Subespaços vetoriais. Sistemas retangulares Ax = b. Variáveis dependentes e independentes de um sistema linear. Espaço Solução do sistema Ax = 0. Vetores linearmente dependentes e independentes. Bases e dimensão de um espaço vetorial. Transformações Lineares: Núcleo e imagem de uma transformação linear. Matriz associada a uma transformação linear. Teorema do núcleo e de imagem. Mudança de base. Autovalores e autovetores: Equações de diferenças. Autovalores e autovetores. Matrizes semelhantes: Mudanças de base e forma triangular (forma de Schur) de uma matriz. Teorema espectral para operadores auto adjuntos. Forma canônica de Jordan. Espaço vetorial com Produto Interno: Definição de Produto Interno, Norma de um Vetor, Angulo entre Vetores, Propriedades do Produto Interno (Desig. De Schwartz e Triangular), Projeção Ortogonal, Método de Gram-Schmidt, Transformações Ortogonais, Transformações Simétricas.

Objetivos: Propiciar ao aluno de Engenharia Elétrica uma formação de Álgebra Linear moderna, com enfoque matricial.

Conteúdo Programático:

  1. Matrizes e Determinantes
    1. Operações matriciais
    2. Transposta de uma matriz
    3. Matrizes quadradas: determinante, inversa, regra de Cramer
  2. Sistemas Lineares
    1. Interpretação geométrica. Sistemas 2x2
    2. Sistemas triangulares
    3. Operações elementares sobre linhas e colunas
    4. Matrizes elementares.
    5. Matrizes de permutação. Pivotamento parcial
    6. Decomposição PA=LU
    7. Matrizes simétricas positivas definidas. Decomposição de Cholesky
  3. Espaços Vetoriais
    1. Espaço vetorial Rn. Subespaços vetoriais
    2. Sistemas retangulares Ax = b
    3. Forma escalonada da matriz de coeficientes. Variáveis dependentes e independentes de um sistema linear
    4. Espaço Solução do sistema Ax = 0. Núcleo e imagem de uma matriz
    5. Vetores linearmente dependentes e independentes
    6. Bases e dimensão de um espaço vetorial
  4. Transformações Lineares
    1. Definição. Exemplos
    2. Núcleo e imagem de uma transformação linear
    3. Matriz associada a uma transformação linear
    4. Teorema do núcleo e da imagem
    5. Mudança de base
  5. Autovalores e autovetores
    1. Equações de diferenças
    2. Autovalores e autovetores
    3. Matrizes semelhantes: Mudanças de base e forma triangular (forma de Schur) de uma matriz.
    4. Teorema Espectral para operadores auto-adjuntos
    5. Forma canônica de Jordan para matrizes 2X2, 3X3 e 4X4.
  6. Espaço Vetorial com Produto Interno
    1. Definição de Produto Interno
    2. Norma de um Vetor. Ângulo entre vetores
    3. Propriedades do Produto Interno (desigualdade de Schwartz e Triangular)
    4. Projeção Ortogonal. Método de Gram-Schmidt
    5. Transformações Ortogonais
    6. Transformações Simétricas.

Referência Bibliográfica:

  1. BOLDRINI, José Luiz e outros – Álgebra Linear 3a edição Editora Harbra, 1986.
  2. KOLMAN, Bernard – Introdução à Álgebra Linear com aplicações, 6a Edição, Editora Prentice – Hall do Brasil Ltda., RJ, 1998.
  3. LEON, Steven J. – Álgebra Linear com aplicações, 4a edição. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, 1995.
  4. LIMA, Elon Lages – Álgebra Linear, IMPA/CNPq, Rio de Janeiro, 1998.
  5. LIPSCHUTZ, Seymour – Álgebra Linear 3a edição – Ed. MacGraw-Hill, 1999.
  6. STRANG, Gilbert – Introdução to Linear álgebra – Wellesley – Cambridge Press, 1993.
  7. STRANG, Gilbert – Linear Álgebra and its applications – Harcourt Brade Jovanovich Publishers, 3a edição, 1988.
  8. MATLAB – Versão do Estudante (guia do usuário) – Makron Books, SP, 1997.