No internet connection
  1. Home
  2. General

Item 2, questão 3, Prova 1

Por @vitoriacarvalho
    2022-03-25 12:21:30.580Z

    No item 2 da questão 3, temos que mostrar que a derivada segunda é uma transformação bilinear simétrica sem utilizar o Teorema de Schwarz. Encontrei a prova abaixo em um livro, mas gostaria de uma prova mais simples, se possível.

    • 1 respostas
    1. A
      André Caldas @andrecaldas
        2022-03-25 13:32:08.094Z

        Tem que calcular a derivada segunda e verificar que a simetria.

        É só pra esse caso específico. Não precisa demonstrar o teorema!

        A derivada primeira é assim
        \begin{align*}
        DB(a,b): E \times F &\rightarrow K
        \\
        (e,f) &\mapsto B(a,f) + B(e,b).
        \end{align*}
        Note que $DB$ é linear em $(a,b)$. Por exemplo,
        \begin{align*}
        DB((a_1, b_1) + (a_2, b_2))(e,f)
        &=
        DB(a_1 + a_2, b_1 + b_2)(e,f)
        \\
        &=
        B(a_1 + a_2, f) + B(e, b_1 + b_2)
        \\
        &=
        B(a_1, f) + B(a_2, f) + B(e, b_1) + B(e,b_2)
        \\
        &=
        DB(a_1, b_1)(e,f) + DB(a_2, b_2)(e,f).
        \end{align*}
        Ou seja,
        \begin{equation*}
        DB((a_1, b_1) + (a_2, b_2))
        =
        DB(a_1, b_1) + DB(a_2, b_2).
        \end{equation*}

        Sabemos que a derivada de uma transformação linear $T$ em um ponto $a$, é a própria transformação $T$. Ou seja,
        \begin{equation*}
        DT(a) = T.
        \end{equation*}
        Como $DB$ é linear,
        \begin{equation*}
        D^2 B(a,b) = D(DB)(a,b) = DB.
        \end{equation*}
        Ou seja,
        \begin{align*}
        \left(D^2 B(a,b)(e_1, f_1)\right)(e_2, f_2)
        &=
        DB(e_1,f_1)(e_2,f_2)
        \\
        &=
        B(e_1, f_2) + B(e_2, f_1)
        \\
        &=
        B(e_2, f_1) + B(e_1, f_2)
        \\
        &=
        DB(e_2,f_2)(e_1,f_1)
        \\
        &=
        \left(D^2 B(a,b)(e_2, f_2)\right)(e_1, f_1).
        \end{align*}