
ÁLGEBRA PARA INGENIEROS
Teoría y problemas
Guiomar Ruiz López
Editorial: García Maroto Editores
Edición: 1
Fecha Publicación: 2020
ISBN: 9788417969950
ISBN ebook: 9788417969967
Páginas: 181
Grado: Universitario
Área: Ciencias y Salud
Sección: Matemáticas
Idioma: Español
Etiquetas: Ingeniería Aeroespacial, U. Politécnica de Madrid, UPM
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¡Disponible nueva edición!
Edición: 1
Fecha Publicación: 2020
ISBN: 9788417969950
ISBN ebook: 9788417969967
Páginas: 181
Grado: Universitario
Área: Ciencias y Salud
Sección: Matemáticas
Idioma: Español
Etiquetas: Ingeniería Aeroespacial, U. Politécnica de Madrid, UPM
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Introducción: Sistemas lineales, matrices y determinantes 3
Sistemas de ecuaciones lineales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Matrices y matriz inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Determinantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1. Espacios vectoriales 19
1.2. Espacios vectoriales abstractos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.3. Espacios vectoriales de dimensión finita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.4. Subespacios vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.5. Suma e intersección de subespacios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2. Aplicaciones lineales 67
2.1. Aplicación lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.2. Núcleo e imagen de una aplicación lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3. Aplicaciones inyectivas, sobreyectivas y biyectivas . . . . . . . . . . . . . . 70
2.4. Ecuaciones de una aplicación lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.5. Operaciones entre aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.6. Cambio de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.7. Apéndice: relación entre sistemas y aplicaciones lineales . . . . . . . . . . . 85
3. Espacios vectoriales euclídeos 91
3.1. Producto escalar y espacio vectorial euclídeo . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.2. Métrica en un espacio vectorial euclídeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.3. Producto escalar y álgebra matricial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.4. Ortogonalidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.5. Subespacios y proyecciones ortogonales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.6. Optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.7. Transformaciones ortogonales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.8. Apéndice: producto vectorial en R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4. Endomorfismos diagonalizables 125
4.1. Autovalores y autovectores de un endomorfismo . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.2. Cálculo de autovalores y autovectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.3. Caracterización de los endomorfismos diagonalizables . . . . . . . . . . . . 132
5. Formas cuadráticas 141
5.1. Expresión general de una forma cuadrática . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.2. Clasificación de las formas cuadráticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.3. Congruencia y semejanza de matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6. Geometría de las cónicas y las cuádricas 153
6.1. Espacio afín euclídeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.2. Cónicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.3. Breve introducción a las cuádricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
*La edición digital no incluye códigos de acceso a material adicional o programas mencionados en el libro.
Prólogo
Esta publicación sale a la luz en un momento histórico excepcional. La presente crisis
provocada por el covid-19, junto con la imperiosa necesidad de mantenernos distantemente
cercanos al inicio de nuestra travesía universitaria, ha precipitado su publicación
electrónica. Sin menoscabo de que, cuando sea posible, la versión impresa pueda llegar a
ver también pronto la luz. Escribo de hecho este prólogo cuando todavía nos encontramos
en estado de alarma en España y los procedimientos para imprimir un libro no siguen
un curso normal. Existe todavía una gran incertidumbre sobre la modalidad en la que
se desarrollará el próximo curso, pero lo que sí es cierto y lo seguirá siendo siempre, es
que necesitamos nuevos instrumentos para continuar adquiriendo certezas que ayuden a
descubrir, aprender y gustar infinidad de cosas valiosas e imprescindibles en el camino
universitario que estamos a punto de comenzar. He aquí un pequeño granito de arena.
Este año todos — unos más que otros — hemos experimentado nuestro límite. Una
incómoda vulnerabilidad e incluso miedo. Límite, vulnerabilidad y miedo que experimentaremos
muy probablemente también en el estudio del álgebra, porque el límite, la
vulnerabilidad y el miedo son categorías propias de toda experiencia humana. Ahora bien,
el límite no es algo negativo, contra lo que luchar. Es más bien una llamada a ir más allá de
lo que veíamos antes de percibirlo. Hoy sabremos reconducir nuestra desproporción para
introducirnos en un nuevo horizonte por descubrir mucho más que hace solo unos meses.
Todo depende de cómo decidamos empezar a mirarlo, para comenzar a adentrarnos en él.
El límite, los errores, pueden convertirse en una especie de se˜nal de tráfico que nos indique
hacia dónde dirigirnos, cómo mejorar. Dos cosas son necesarias además de la razón: la
libertad — esto es, estar dispuesto a mirarlo de ese modo —, y no estar solo. Por eso
este libro no pretende sustituir las clases presenciales si es que el temido rebrote forzara a
dejar de impartirlas, como tampoco pretende evitar la relación directa con el profesor si
la semipresencialidad que se nos impone la convirtiera en una ardua tarea. Solo pretende
ser un humilde instrumento tanto para las clases presenciales como para las telemáticas,
y un canal para establecer un inicio de relación con el profesor, que os ofrece su ayuda.
Así os auguro que lo aceptéis.
Existen excelentes libros para el estudio del álgebra lineal, pero ninguno se adapta a
los contenidos que tenemos previsto cubrir durante el curso de álgebra del primer a˜no en la
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio. Recurrir a los textos al
uso haría más tedioso su estudio, puesto que sería necesario un uso selectivo de diferentes
fuentes. Esta publicación resultará sin duda un punto de partida mucho más accesible, al
ajustarse al temario, exponer siempre los oportunos ejemplos y proponer ejercicios que se
encuentran siempre resueltos al final de cada tema. Lo deseable es que su estudio fomente
la lectura posterior de los clásicos.
Sin más que esperar conoceros uno a uno, cara a cara o quizás pantalla a pantalla,
comencemos esta aventura.
Guiomar Ruiz López
Madrid, junio de 2020.
Profesora Titular de Universidad
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio
Universidad Politécnica de Madrid
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