Subespais R2
1. Problema: Cal determinar si els subconjunts A, B, C, D, E i F de $\mathbb{R}^2$ són subespais vectorials i, si ho són, trobar-ne una base i la seva dimensió.
2. Anàlisi de cada conjunt:
- A = $\{(x,0) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la recta horitzontal que passa per l'origen.
\- Verifiquem si és un subespai vectorial:
\* Conté el vector zero: $(0,0) \in A$.
\* Tancat per suma: Si $(x,0), (y,0) \in A$, aleshores $(x+y,0) \in A$.
\* Tancat per multiplicació escalar: Si $\alpha \in \mathbb{R}$ i $(x,0) \in A$, aleshores $(\alpha x,0) \in A$.
\- Per tant, A és subespai vectorial.
\- Base: $\{(1,0)\}$.
\- Dimensió: 1.
- B = $\{(x,1) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la recta horitzontal $y=1$, que no passa per l'origen.
\- Com que no conté el vector zero, no és subespai vectorial.
- C = $\{(x,x) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la recta $y=x$ que passa per l'origen.
\- Conté el vector zero: $(0,0) \in C$.
\- Tancat per suma i multiplicació escalar per raons similars a A.
\- És un subespai vectorial.
\- Base: $\{(1,1)\}$.
\- Dimensió: 1.
- D = $\{(x,-2x) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la recta $y=-2x$ que passa per l'origen.
\- Conté el vector zero.
\- Tancat per suma i multiplicació escalar.
\- És un subespai vectorial.
\- Base: $\{(1,-2)\}$.
\- Dimensió: 1.
- E = $\{(x,x^2) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la paràbola.
\- No és tancat per suma ni multiplicació escalar, no és subespai vectorial.
- F = $\{(x,x+2) : x \in \mathbb{R}\}$
\- És la recta $y=x+2$ que no passa per l'origen.
\- No conté el vector zero.
\- No és subespai vectorial.
3. Resum:
\- Subespais vectorials: A, C, D.
\- Bases i dimensions:
\* A: base $\{(1,0)\}$, dimensió 1.
\* C: base $\{(1,1)\}$, dimensió 1.
\* D: base $\{(1,-2)\}$, dimensió 1.