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<!DOCTYPE document PUBLIC "-//CNX//DTD CNXML 0.5 plus MathML//EN" "http://cnx.rice.edu/cnxml/0.5/DTD/cnxml_mathml.dtd">
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  <name>Generalidades de Eigenvectores y Eigenvalores</name>
  
  <metadata>
  <md:version>1.2</md:version>
  <md:created>2005/07/06 13:24:00 GMT-5</md:created>
  <md:revised>2005/07/09 17:09:37 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="mjhaag">
      <md:firstname>Michael</md:firstname>
      
      <md:surname>Haag</md:surname>
      <md:email>mjhaag@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="jrom">
      <md:firstname>Justin</md:firstname>
      
      <md:surname>Romberg</md:surname>
      <md:email>jrom@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

  <md:maintainerlist>
    <md:maintainer id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
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      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>eigen</md:keyword>
    <md:keyword>eigenfunction</md:keyword>
    <md:keyword>eigenfunctions</md:keyword>
    <md:keyword>eigenvalue</md:keyword>
    <md:keyword>eigenvalues</md:keyword>
    <md:keyword>eigenvector</md:keyword>
    <md:keyword>eigenvectors</md:keyword>
    <md:keyword>LTI</md:keyword>
    <md:keyword>span</md:keyword>
    <md:keyword>system</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>Este modulo nos da un pequeño repaso de la importancia de los eigenvectores y eigenvalores en el análisis y entedimiento de los sistemas LTI.</md:abstract>
</metadata>


  <content>
    <section id="sec1">
      <name>La Matriz y sus Eigenvectores</name>
      <para id="p1_s1">
	La razón por la cual estamos recalcando la importancia de los  <cnxn document="m12870" strength="8">eigenvectores</cnxn> es por que la acción de una matriz <m:math><m:ci>A</m:ci></m:math>
	en uno de sus eigenvectores <m:math><m:ci type="vector">v</m:ci></m:math> es
	<list id="list1" type="enumerated">
		<item>
	    Extremadamente fácil (y rápido) de calcular 
	    
	    <equation id="eq1">
				<m:math>
					<m:apply>
						<m:eq/>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:ci>A</m:ci>
							<m:ci type="vector">v</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:ci>λ</m:ci>
							<m:ci type="vector">v</m:ci>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:math>
			</equation>
	    
	    solo <emphasis>multiplicar</emphasis>
			<m:math><m:ci type="vector">v</m:ci></m:math> por	    <m:math><m:ci>λ</m:ci>
			</m:math>.
	  </item>
		<item>
	   fácil de interpretar:  <m:math><m:ci>A</m:ci></m:math> solo
	    <emphasis>escala</emphasis>
			<m:math><m:ci type="vector">v</m:ci></m:math>, manteniendo su dirección constante y solo altera la longitud del vector.	  </item>
	</list>

	Si solo cada vector fuera un eigenvector de 
	<m:math><m:ci>A</m:ci></m:math>....

      </para>   
    </section>

    <section id="sec2">
      <name>Usando el Espacio Generado por los  Eigenvectores </name>
      <para id="p1_sec2">
	Claro que no todos los vectores pero para ciertas matrices (incluidas aquellas con eigenvalores <m:math><m:ci>λ</m:ci></m:math>'s), cuyos eigenvectores
	<cnxn document="m12862" target="span_sec" strength="7">generan el subespacio </cnxn>
	<m:math display="inline">
		<m:apply>
			<m:power/>
			<m:complexes/>
			<m:ci>n</m:ci>
		</m:apply>
	</m:math>, lo que significa que para  <emphasis>cada</emphasis>
	<m:math display="inline">
		<m:apply>
			<m:in/>
			<m:ci type="vector">x</m:ci>
			<m:apply>
				<m:power/>
				<m:complexes/>
				<m:ci>n</m:ci>
			</m:apply>
		</m:apply>
	</m:math>, podemos encontrar
	<m:math display="inline">
		<m:apply>
			<m:in/>
			<m:apply>
				<m:set>
					<m:ci><m:msub>
							<m:mi>α</m:mi>
							<m:mn>1</m:mn>
						</m:msub></m:ci>
					<m:ci><m:msub>
							<m:mi>α</m:mi>
							<m:mn>2</m:mn>
						</m:msub></m:ci>
					<m:ci><m:msub>
							<m:mi>α</m:mi>
							<m:mi>n</m:mi>
						</m:msub></m:ci>
				</m:set>
			</m:apply>
			<m:complexes/>
		</m:apply>
	</m:math>
	tal que:

	<equation id="eq2">
		<m:math>
			<m:apply>
				<m:eq/>
				<m:ci type="vector">x</m:ci>
				<m:apply>
					<m:plus/>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>α</m:mi>
								<m:mn>1</m:mn>
							</m:msub></m:ci>
						<m:ci type="vector">
							<m:msub>
								<m:mi>v</m:mi>
								<m:mn>1</m:mn>
							</m:msub>
						</m:ci>
					</m:apply>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>α</m:mi>
								<m:mn>2</m:mn>
							</m:msub></m:ci>
						<m:ci type="vector">
							<m:msub>
								<m:mi>v</m:mi>
								<m:mn>2</m:mn>
							</m:msub>
						</m:ci>
					</m:apply>
					<m:ci>…</m:ci>
					<m:apply>
						<m:times/>
						<m:ci><m:msub>
								<m:mi>α</m:mi>
								<m:mi>n</m:mi>
							</m:msub></m:ci>
						<m:ci type="vector">
							<m:msub>
								<m:mi>v</m:mi>
								<m:mi>n</m:mi>
							</m:msub>
						</m:ci>
					</m:apply>
				</m:apply>
			</m:apply>
		</m:math>
	</equation>

	Dada la  <cnxn target="eq2" strength="7"/>, podemos reescribir
	<m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:apply>
				<m:times/>
				<m:ci>A</m:ci>
				<m:ci type="vector">x</m:ci>
			</m:apply>
			<m:ci type="vector">b</m:ci>
		</m:apply>
	</m:math>. Esta ecuación esta modelada en nuestro sistema LTI ilustrado posteriormente:
      </para>
      
      <figure id="fig1">
	<media type="image/png" src="eigv_sys.png"/>
	<caption>
	  Sistema LTI.
	</caption>
      </figure>

      <para id="p2_sec2">
	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:sum/>
	      <m:domainofapplication>
		<m:ci>i</m:ci>
	      </m:domainofapplication>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:ci><m:msub>
		  <m:mi>α</m:mi>
		  <m:mi>i</m:mi>
		</m:msub></m:ci>
		<m:ci type="vector">
		  <m:msub>
		    <m:mi>v</m:mi>
		    <m:mi>i</m:mi>
		  </m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci>b</m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:sum/>
	      <m:domainofapplication>
		<m:ci>i</m:ci>
	      </m:domainofapplication>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:ci><m:msub>
		  <m:mi>α</m:mi>
		  <m:mi>i</m:mi>
		</m:msub></m:ci>
		<m:ci><m:msub>
		  <m:mi>λ</m:mi>
		  <m:mi>i</m:mi>
		</m:msub></m:ci>
		<m:ci type="vector">
		  <m:msub>
		    <m:mi>v</m:mi>
		    <m:mi>i</m:mi>
		  </m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>
	
	El sistema LTI representado anteriormente representa nuestra <cnxn target="eq1" strength="7"/>.  La siguiente es una ilustración de los paso para ir de  <m:math><m:ci type="vector">x</m:ci></m:math> a
	<m:math><m:ci type="vector">b</m:ci></m:math>.
	
	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:tendsto/>
	    <m:apply>
	      <m:tendsto/>
	      <m:apply>
		<m:tendsto/>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:eq/>
		    <m:ci type="vector">α</m:ci>
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:power/>
			<m:ci>V</m:ci>
			<m:cn>-1</m:cn>
		      </m:apply>
		      <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:apply>
		<m:times/>
		<m:ci>Λ</m:ci>
		 <m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:ci>V</m:ci>
		  <m:cn>-1</m:cn>
		</m:apply>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
	      </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:ci>V</m:ci>
		<m:ci>Λ</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:ci>V</m:ci>
		  <m:cn>-1</m:cn>
		</m:apply>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:ci type="vector">b</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>

	Donde los tres pasos (las flechas) de la ilustración anterior representan las siguientes tres operaciones:
	<list id="inter_list" type="enumerated">
	  <item>
	    Transformar <m:math><m:ci type="vector">x</m:ci> </m:math>
	    usando	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:ci>V</m:ci>
		<m:cn>-1</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math> - nos da
	    <m:math><m:ci type="vector">α</m:ci></m:math>
	  </item>
	  <item>
	    Acción de <m:math><m:ci>A</m:ci></m:math> en una nueva base- una multiplicación por <m:math><m:ci>Λ</m:ci>
	    </m:math>
	  </item>
	  <item>
	   Regresar a la antigua base- transformada inversa usando la multiplicación por <m:math><m:ci>V</m:ci> </m:math>, lo que nos da <m:math><m:ci type="vector">b</m:ci></m:math>
	  </item>
	</list>

      </para>
    </section>

  </content>
</document>
