Álgebra Linear e Aplicações

 

Descrição da Disciplina

A disciplina de álgebra linear é muito importante, pois é a primeira disciplina que trata a matemática com a devida abstração e técnicas de provas e construções, apresentando conceitos gerais e abstratos como espaços vetoriais e operadores nestes espaços e como lidar com objetos como matrizes, vetores, tensores e outros tipos de arrays e funções mais gerais. Estes assuntos são muito importantes nos temas de aprendizado de máquina e redes neurais, pois ensinam como realizar cálculos matriciais da forma mais eficiente possível.

Duração

80 horas.

Programa do Curso

  • Dia 1: Matrizes e sistemas lineares. 
  • Dia 2: Espaços vetoriais. 
  • Dia 3: Bases e dimensões. 
  • Dia 4: Transformações lineares. 
  • Dia 5: Espaços com produto interno. 
  • Dia 6: Processos de ortonormalização. 
  • Dia 7: Equações de autovetores e autovalores. 
  • Dia 8: Processos de diagonalização. 
  • Dia 9: Matrizes especiais. 
  • Dia 10: Tópicos em matrizes. 

Dia 1: Matrizes e sistemas lineares

 

  • Definição e propriedades de matrizes. 
  • Operações com matrizes. 
  • Matrizes especiais. 
  • Determinantes. 
  • Métodos de resolução de sistemas lineares. 

Dia 2: Espaços vetoriais

 

  • Definição e propriedades. 
  • Exemplos de espaços vetoriais. 
  • Subespaços vetoriais. 
  • Geradores de espaços vetoriais. 
  • Coordenadas. 
  • Dependência e independência linear. 

Dia 3: Bases e dimensões

  

  • Combinação linear e subespaço gerado. 
  • Coordenadas e bases. 
  • Dependência e independência linear. 
  • Bases e dimensão. 
  • Mudança de base. 

Dia 4: Transformações lineares

 

  • Definição e propriedades. 
  • Representação matricial. 
  • Núcleo e imagem de transformações. 
  • Operadores e propriedades. 

Dia 5: Espaços com produto interno

 

  • Definição de espaços métricos. 
  • Definição de espaços normados. 
  • Definição e propriedades de produto interno. 
  • ângulo, norma e bases.
  • Ortogonalidade. 
  • Desigualdades e identidades.
  • Operadores e representação de grupos. 

Dia 6: Processos de ortonormalização

 

  • Bases ortogonais e normalização.
  • Processo de Gram-Schmidt. 
  • Complemento ortogonal.
  • Decomposição ortogonal. 
  • Coeficientes de Fourier. 

Dia 7: Equações de autovetores e autovalores

 

  • Definição de autovetores e autovalores. 
  • Representação em equações matriciais. 
  • Matrizes especiais. 
  • Aplicações. 

Dia 8: Processos de diagonalização

 

  • Formas bilineares. 
  • Representação matricial. 
  • Diagonalização de formas bilineares. 
  • Diagonalização de matrizes. 

Dia 9: Matrizes especiais

 

  • Representações de grupos.
  • Tipos de matrizes. 
  • Operadores representados por matrizes.
  • Aplicações de matrizes. 

Dia 10: Tópicos em matrizes

 

  • Decomposição de matrizes em SVD. 
  • Decomposição ortogonal de matrizes. 
  • Quadrados mínimos. 
  • Análises de componentes principais (PCA). 

Bibliografia do curso

  • Anton, H. e Rorres, C. Álgebra Linear com Aplicações. Bookman, 8ª Edição, 2001.
  • Callioli, C. A., Domingues, H. H. e Costa, R. F. Álgebra Linear e Aplicações. Atual Editora, 6ª Edição, 1990.
  • Strang, G. Introduction to Linear Algebra. Wellesley-Cambridge Press. Third Edition, 2003.
  • Watkins, D. S. Fundamentals of Matrix Computations. John Wiley & Sons, Third Edition, 2002.
  • Tom M. Apostol. Calculus, Volume II, 2 Ed. John Wiley & Sons, 1969.
  • E. L. Lima, Álgebra Linear, 4a Ed., Coleção Matemática Universitária, IMPA, RJ, 2000.
  • K. Hoffman and R. Kunze, Álgebra Linear, Livros Técnicos e Científicos, 1970.
  • http://www.ime.unicamp.br/~pulino/ALESA/Texto/.

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