4.3.5 Линейный оператор и его матрица
Определение. Пусть даны два пространства и
. Если по закону
каждому вектору
поставлен в соответствие вектор
, то говорят, что задан оператор
(функция, отображение), отображающий
в
и пишут
.
Обозначение:
;
– образ,
– прообраз.
Определение. Если для любых
и
из
и любых вещественных чисел
и
имеет место
, то оператор
называется линейным.
Произвольные отображения линейных пространств изучаются в курсе математического анализа. В курсе линейной алгебры изучаются лишь линейные отображения.
Пример 6. Оператор
действует из
в
по закону
, где
, и
– фиксированный вектор, например,
. Оператор
переводит вектор из
в другой вектор из
. Докажем, что он линейный: 
. Здесь воспользовались свойствами векторного произведения.
Пример 7. Линеен ли оператор
, где
произвольный вектор, а вектор
– фиксированный?
Решение.
, так как
,
. Следовательно, оператор
– нелинейный.
Пусть даны два пространства
и
и оператор
, действующий из
в
. Пусть в
есть базис
, а в
– базис
.
Подействовав оператором
на базисные векторы пространства
, получим векторы из
, которые можно разложить по базису
с коэффициентами линейных комбинаций
:

Строим матрицу
таким образом, чтобы в ее столбцах стояли координаты образов базисных векторов пространства
относительно базисных векторов пространства
:
.
Матрица
называется матрицей линейного оператора
, действующего из
в
. Таким образом, если оператор
, то матрица этого оператора имеет размер
, то есть у нее
строк и
столбцов.
Замечание. Если в
и
выбрать другие базисы, то в этих базисах матрица линейного оператора будет иметь другой вид.
Из определения матрицы линейного оператора следует, что, зная закон (оператор), по которому вектору
сопоставляется вектор
, можно построить матрицу, и наоборот, любой матрице соответствует некоторый линейный оператор.
Пример 8. Построить матрицу линейного оператора, действующего из
в
по закону
, где векторы
и
заданы относительно канонического базиса.
Решение. Подействуем оператором на базисные векторы
:
;
;
.
Таким, образом,
– искомая матрица.
Пример 9. Пусть в
выбран базис
,
,
, а в
выбран базис
,
. Найти матрицу линейного оператора, действующего из
в
по закону
, где
.
Решение.
;
;
;
.
Пример 10. Дана матрица
. Найти линейный оператор (закон, по которому действует оператор).
Решение. Матрица
– это матрица линейного оператора, действующего из
в
. Пусть в
базис
, в
базис
. Так как в столбцах матрицы
стоят координаты векторов
относительно базиса
, то
(1)
Пусть
произвольный вектор из
, где
– координаты этого вектора в базисе
, тогда
. Действуя оператором
на вектор
и учитывая линейность оператора, получим:
.
Учитывая (1), имеем:

.
Таким образом, оператор
действует по закону
.
Зная матрицу оператора
, результат его действия на вектор
можно найти в матричной форме. Пусть известна матрица оператора
размера
с элементами
. В этом случае оператор с такой матрицей действует из
в
. Если
– любой вектор из
, то результат действия оператора
на вектор
можно найти по формуле:
,
Где
– координаты вектора
.
Пример 11. Операторы
и
действуют в пространстве
по законам
,
, где
;
(
– скалярное произведение векторов
и
). Найти координаты вектора
в каноническом базисе.
Решение. Координаты вектора
можно найти двумя способами:
А) найдем матрицу
.
Строим матрицу
в каноническом базисе:
;
;
.
.
Строим матрицу
в каноническом базисе:
;
;
.
;
.
.
Этот способ решения называется матричным;
Б) операторный способ.
. Подействуем оператором
на вектор
:
, теперь на полученный вектор подействуем оператором
:
.
Для самостоятельной работы.
1. Оператор
действует по закону:
.
Найти его матрицу в каноническом базисе.
Ответ:
.
2. Оператор
действует в плоскости
и осуществляет зеркальное отражение относительно прямой
. Доказать, что он линейный и найти его матрицу в каноническом базисе.
Ответ:
.
3. Дана матрица
.
А) Найти оператор, матрицей которого является матрица
.
Б) Найти образ вектора
.
Ответ:
.
Глава III. Линейные операторы
3.1. Определение и примеры линейных операторов. Матрица линейного оператора
Пусть задано отображение A : L 1 → L 2 из линейного пространства L 1 в линейное пространство L 2 , сопоставляющее каждому элементу x L 1 один
элемент Ax L 2 , называемый образом элемента x .
Определение. Отображение A : L 1 → L 2
из линейного пространства L 1
в линейное пространство L 2
называется линейным оператором , если для
любых элементов x , y L 1
действительного числа λ R
1) A ( x + y ) = Ax + Ay
2) A ( λ x ) = λ Ax (образ произведения элемента
произведению образа элемента на число).
Из условий 1) – 2) вытекают следующие утверждения.
1. Линейный оператор сохраняет линейные комбинации, т.е. переводит линейную комбинацию элементов в линейную комбинацию их образов с
теми же коэффициентами:
λ i x i = ∑ λ i Ax i
Е.Б. Павельева, В.Я. Томашпольский. Линейная алгебра.
2. Линейный оператор переводит нулевой элемент пространства L 1 в нулевой элемент пространства L 2 : A ( θ L 1 ) = θ L 2 , где θ L 1 , θ L 2 нулевые элементы пространств L 1 и L 2 соответственно.
3. Линейный оператор сохраняет линейную зависимость (независимость), т.е. переводит линейно зависимую (независимую) систему элементов в линейно зависимую (независимую).
Пусть L 1 и L 2
A – линейный оператор, действующий из L 1 в L 2 .
Зафиксируем в пространстве L 1 базис e = ( e 1 , e 2 . e n ) , а в пространстве L 2
Как доказать линейность оператора
Постановка задачи. Задан оператор
, осуществляющий некоторое преобразование пространства геометрических векторов
. Доказать линейность, найти матрицу, образ и ядро оператора
.
1. По определению доказываем линейность оператора
, используя свойства операций над геометрическими векторами в координатной форме, т.е. проверяем, что
и 
и
.



Если
, то
.
и
.








Пусть Х и Y – множества элементов произвольной природы. Говорят, что задано Отображение
(читается: отображение f множества X во множество Y), если задан закон, по которому каждому элементу
ставится в соответствие вполне определенный элемент
(рис. 1).
![]() |
Если
, то
называется Образом элемента
,
– Прообразом элемента
при отображении F.
Примерами отображений являются функции, которые изучаются в школе и в математическом анализе, например, функция
– это отображение
. Классный журнал является примером отображения множества учеников в классе во множество всех фамилий.
Отображение
называется Тождественным, если оно любой элемент оставляет на месте. Тождественное отображение множества X на себя будем обозначать
. Таким образом,
.
Отображение
называется Взаимно однозначным (или биективным, или биекцией), если оно удовлетворяет двум условиям:
1.
такой, что
.
2. 
3.
Такой, что 
Отображения
и
называются Равными, если
.
Пусть заданы отображения
и
. Произведением (или композицией) отображений F и G называется отображение
, такое, что
(рис. 2)
![]() |
Лемма. Произведение отображений ассоциативно, т. е., если заданы отображения
,
и
, то
.
UДля доказательства равенства отображений
и
нужно показать, что
.
Итак, выберем произвольное
. Тогда
; (1)
(2)
Сравнивая (1) и (2), видим, что 
и, поэтому,
.t
Отображение
называется Обратным к отображению
, если
и
(рис. 3).
![]() |
Определение. Пусть
и
– линейные пространства над одним и тем же полем
. Отображение
называется Линейным оператором, если оно удовлетворяет следующим условиям:
1*.
2*. 

Следствие. При линейном операторе образ линейной комбинации векторов равен такой же линейной комбинации их образов, т. е. если
– линейный оператор, то 
(1)
А) N=1:
[2*]
– истинно.
= [1*] =
[2* и предположение индукции] =
=
T
1. Нулевой оператор
: 
. Очевидно, этот оператор удовлетворяет условиям 1* и 2*, значит, является линейным.
2. Тождественный оператор
также, очевидно, является линейным.
3. Оператор дифференцирования
, который каждой дифференцируемой функции ставит в соответствие ее производную, является линейным, т. к. производная суммы функций равна сумме их производных, а при умножении функции на число её производная умножается на это число.
4. Пусть
– пространство свободных векторов,
.
Покажем, что оператор проектирования на ось
также является линейным.
►В аналитической геометрии доказывалось, что
. Тогда

=
=
=
=
;


=
=
=
5. В пространстве
Векторов плоскости, закрепленных в начале координат О, рассмотрим оператор
поворота вектора на угол
против часовой стрелки и докажем его линейность.
►1*. Пусть
– произвольные векторы,
,

(рис. 1). Построим
и
по правилу параллелограмма. Так как плоскость поворачивается
Рис.1. как жесткое целое, методами элементарной геометрии нетрудно показать, что при этом повороте диагональ
переходит в диагональ
. Значит,
.
2* . Пусть α>0,
,
,
,
(рис.2). Очевидно, вектор
получен из
поворотом на угол
, следовательно,
, а значит,
. Аналогично это свойство проверяется
И при
, а при
оно очевидно.◄
Теорема. Пусть
и
– линейные пространства над одним и тем же полем P и пусть в пространстве
задан базис
, (2)
А в пространстве
– произвольная система векторов
. (3)
Тогда существует единственный линейный оператор
, переводящий базис (2) в систему (3), то есть такой, что

. (4)
►Построение. Выберем произвольный вектор
и разложим его по базису (2):
. Положим по определению
.
Линейность. Если
— произвольные векторы, то
,
, 
. Тогда
= [определение F ] = 
;


.
Выполнение (4). Заметим, что все координаты вектора
В базисе (2) равны нулю, за исключением K-й, которая равна 1. Таким образом, I-я координата вектора
равна
, то есть
. Тогда
,
Единственность. Предположим, что существует еще один линейный оператор
,
, переводящий (2) в (3), то есть такой, что
. Тогда 
– противоречие.◄
1º. Линейный оператор
переводит нейтральный элемент пространства
в нейтральный элемент пространства
.
►Пусть
– линейный оператор. Тогда 
.◄
2º. При линейном операторе линейно зависимые векторы пространства
переходят в линейно зависимые векторы пространства
.
►Пусть
— линейно зависимые векторы. Это значит, что существуют числа
, не все равные нулю, такие, что
. (5)
Подействуем линейным оператором
на обе части равенства (5). Тогда
(5) 
[(1) и 1º]
. (6)
Так как среди чисел
есть отличные от нуля, то система > линейно зависима.◄
Пусть в линейном пространстве
над полем
задан базис
(1)
И пусть
– линейный оператор (читается так:
в себя). Построим систему векторов
(
). (2)
(3)
. (4)
Расположим числа
в матрицу А по нашей договоренности: верхний индекс обозначает номер строки, а нижний – номер столбца:

[
]=
.
Равенство (4) можно переписать и так:
, откуда, руководствуясь правилом цепочки, (4) записываем в матричном виде:
. (5)
Матрицей линейного оператора
в некотором базисе называется матрица А, столбцами которой являются координатные столбцы образов базисных векторов в том же базисе. Это матрица
, элементы которой удовлетворяют системе равенств (3) или (4), а сама матрица удовлетворяет матричному равенству (5).
1. Матрицей нулевого оператора
в любом базисе является нулевая матрица; матрицей тождественного оператора
также в любом базисе является матрица единичная.
2. Пусть
. Составим матрицу оператора проектирования на ось OX в базисе
. Для этого находим образы базисных векторов и разлагаем их по базису:
.
3. Составим матрицу оператора
поворота плоскости на угол
(см.§2) в базисе
. Из рисунков 1 и 2 видно, что


.


Итак, если в пространстве
задан какой-либо базис, то каждому линейному оператору
можно поставить в соответствие его матрицу в этом базисе, то есть квадратную матрицу A n-Ого порядка, причем эта матрица определяется однозначно.
Пусть теперь задана квадратная матрица А с элементами из поля P . Обозначим
вектор, координатный столбец которого в базисе (1) совпадает с I-м столбцом матрицы А. Получим упорядоченную систему векторов
(
) (6)
Согласно теореме § 2 существует единственный линейный оператор
такой, что
. По определению, матрица этого оператора в базисе (1) совпадает с А.
Обозначим
— множество всех линейных операторов линейного пространства
над полем Р в себя. Из вышесказанного вытекает: если в
задан базис, то определяется отображение
,
Которое ставит в соответствие каждому линейному оператору
его матрицу в этом базисе, причем это отображение взаимно однозначно. Это дает возможность в конечномерных линейных пространствах линейные операторы изучать с помощью их матриц.
Пусть в линейном пространстве
задан базис (1), и пусть
–матрица линейного оператора
В этом базисе. Выберем произвольный вектор
и положим
. Обозначим
и
– координатные столбцы векторов
и
соответственно в базисе (1). Тогда
[(1) § 2] =
[(4)] =
,
. (7)
(8)
Записав (8) по правилу цепочки (
), получаем
. (9)
Теорема. Пусть в линейном пространстве
заданы два базиса:
(10)
, (11)
И пусть A=
и
– матрицы линейного оператора
в базисах (10) и (11) соответственно. Тогда
, (12)
►Для того чтобы найти матрицу
, следует образы векторов базиса (11) разложить опять же по этому базису. Имеем:
= [определение матрицы перехода] =
= [(1) § 2] =
= =[(4)]=
= [свойство 6º §9 гл. 3] =
.
=
. (13)
Равенство (13) есть не что иное, как разложение вектора
по базису (11). С другой стороны, по определению матрицы линейного оператора,
. (14)
, (15)
. (16)
Так как
(см. замечание в § 9 гл. 3), то из (16) получаем (12). ◄
Определение. Квадратные матрицы А и В называются Подобными, если существует невырожденная матрица Т такая, что
.
Лемма. Подобные матрицы имеют одинаковые определители. ►
.◄
Определение. Определителем линейного оператора
называется определитель его матрицы в некотором, а значит, и в любом базисе пространства
.
Пусть
– линейный оператор,
— его матрица в некотором ортонормированном базисе
, и пусть
– некомпланарные векторы, а
— их образы. Обозначим
и
координатные столбцы в выбранном базисе векторов
и
соответственно,
,
– объем параллелепипеда, построенного на векторах
, а
– объем параллелепипеда, построенного на векторах
. Тогда, учитывая (9) §3, получаем:
[(9) § 3]
[§ 5 главы 1] =
[§ 6 главы 1]
. (1)
Рассмотрим теперь пространство
. Выберем в нем точку
и
линейно независимых векторов
,
. Параллелепипедом в
(
-мерным параллелепипедом) будем называть множество точек в 
. (2)
Обозначим
координатный столбец вектора
в каноническом базисе. По аналогии с трехмерным пространством, Объемом
— мерного параллелепипеда (2) будем называть число
.
Точно так же, как и для трехмерного пространства, для пространства
доказывается равенство (1).
Определения. Пусть
и
— линейные пространства над одним и тем же полем
.
Суммой линейных операторов
и
называется отображение
такое, что 
.
Произведением линейного оператора
на число
называется отображение
, такое что 
.
Произведением линейных операторов
и
называется отображение
такое, что 
(т. е. произведение линейных операторов – это просто произведение или композиция отображений).
Теорема. Сумма линейных операторов, произведение линейного оператора на число, а также произведение линейных операторов также являются линейными операторами. При этом, если
, А и В – матрицы линейных операторов F и G соответственно в некотором базисе пространства
, то матрицы операторов
,
и Gf в том же базисе совпадают соответственно с матрицами А+В, αА и ВА.
Пусть
и
— линейные операторы. Тогда
= [линейность F ] =
=
=[ линейность G ] =
=
;
.
Пусть
— матрицы линейных операторов
и
соответственно в базисе
пространства
, и пусть
— матрица оператора Gf В том же базисе. Тогда, по определению матрицы линейного оператора
. (1)
[линейность G] =
(2)
Сравнивая (1) и (2), на основании единственности координат вектора в данном базисе, делаем вывод:
, откуда и получаем матричную запись: С=ВА.◄
— линейный>
Всех линейных операторов пространства
в пространство
есть линейное пространство над тем же полем, что и пространства
и
Относительно введенных операций сложения линейных операторов и умножения их на число. Найдите размерность
.
Определение. Линейный оператор
называется невырожденным, если он любой ненулевой вектор переводит в ненулевой
Теорема 1. Для того чтобы линейный оператор
был невырожденным необходимо и достаточно, чтобы его матрица в некотором, а значит, и в любом базисе пространства
была невырожденной
►Пусть А – матрица линейного оператора
в некотором базисе, Х, как обычно, координатный столбец вектора
в том же базисе. Тогда
F – невырожденный> 


AX = O имеет единственное тривиальное решение>
>.
Теорема 2. Для того чтобы линейный оператор
был невырожденным необходимо и достаточно, чтобы он был взаимно однозначным.
►Пусть
— линейный оператор, А— его матрица в некотором базисе, X и Y – координатные столбцы в том же базисе векторов
и
соответственно. Тогда
невырожденный> 

Система
имеет единственное решение> 
единственный
, что
> 
единственный
, что
>
F – взаимно однозначный>.◄
►Пусть
и
— невырожденные линейные операторы. Тогда
> />> />>.
Теорема. Для любого невырожденного линейного оператора
существует единственный обратный оператор
, который также является линейным. При этом, если А – матрица оператора
в некотором базисе, то матрица оператора
в том же базисе совпадает с матрицей
.
►Единственность. Пусть некоторый оператор
имеет два разных обратных:
И
. Тогда
—
Существование. Пусть А — матрица оператора
в некотором базисе. Тогда, по теореме 1 § 6,
, значит, существует
. Обозначим
— тот линейный оператор, матрица которого в выбранном базисе совпадает с
.
Так как
, и т. к. произведению матриц соответствует произведение операторов, то
, и, таким образом,
.◄
Замечание. МОжно доказать, что любой взаимно однозначный линейный оператор
имеет единственный обратный, который тоже является линейным.
Определение. Изоморфизмом Линейных пространств называется взаимно однозначный линейный оператор. Если существует изоморфизм
, то линейные пространства
и
называются изоморфными. Изоморфизм обозначается так:
.
Так как изоморфизм – взаимно однозначное отображение, то изоморфные объекты содержат одинаковое количество элементов. Кроме того, в силу линейности, действия, производимые над элементами пространства
, одновременно производятся и над элементами пространства
. Поэтому в математике изоморфные объекты не различаются.
1.
— рефлективность (изоморфизм осуществляет тождественное отображение).
2. 

— симметричность (если первый изоморфизм осуществляет с помощью отображения F, то второй — с помощью
).
3. ,
> 
— транзитивность (если первый изоморфизм осуществляется с помощью отображения
, второй —
, то третий изоморфизм осуществляется с помощью отображения
).
►Пусть
и пусть
— изоморфизм. Выберем в
какой-либо базис
(1)
— (2)
Базис пространства
. Действительно, в силу взаимной однозначности F, 
единственный
такой, что
. Тогда, если
, то
. Значит, (2) – система образующих в
.

[линейность F] 


[взаимная однозначность F ] 


[линейная независимость (1)] 

.
Таким образом, (2) – базис в
, а значит,
. ◄
►а) Докажем, что
.
Выберем в
какой-либо базис
. Тогда 
. Обозначим
. Очевидно, отображение
— взаимно однозначное. Кроме того,
, 




Поэтому F — линейный оператор, а значит, и изоморфизм. Итак,
.
Б) Пусть теперь
и
— N-Мерные линейные пространства над одним и тем же полем Р. Тогда
и
>
[симметричность]
и
> 
[транзитивность]
>.◄
Таким образом, мы показали, что с точки зрения математики единственным N-Мерным линейным пространством над полем Р является
.
Определения. Образом Линейного оператора
называется подмножество
линейного пространства 
.
Ядром линейного оператора
называется подмножество
линейного пространства 
.
Теорема 1. Образ линейного оператора
является подпространством пространства
, а его ядро – подпространством пространства
.
Размерность подпространства
называется Рангом оператора
и обозначается
, а размерность подпространства
называется Дефектом
и обозначается
.
Теорема 2. Если
—
— мерное линейное пространство,
— линейный оператор, то
. (1)
►Обозначим
. Так как
— подпространство пространства
, то
. Рассмотрим сначала случай, когда
. Выберем в
какой-либо базис
. (2)
(3)
Пространства
. Обозначим
. Очевидно,
— (4)
Базис пространства
. Докажем, что
. Действительно,

Где 
, а
. Таким образом,
. Покажем, что сумма прямая. Пусть 
. Тогда
можно разложить как по базису (2), так и по базису (4):
и
. Получаем
,
Откуда, в силу линейной независимости (3), вытекает, что
. Поэтому
, а значит, сумма действительно прямая.
Покажем теперь, что
. Построим отображение
.
Очевидно,
— линейный оператор. Кроме того,
такой, что
. Так как
, то
где 
, 
. Тогда.
. Таким образом, 
такой, что
. Предположим, что таких векторов два, т. е., что 
, но
. Имеем: 
. Отсюда вытекает, что 
. Но
, следовательно, 
, и поэтому
. Итак, мы показали, что
— взаимно однозначное отображение, следовательно, и изоморфизм. Так как изоморфные линейные пространства имеют одинаковые размерности, то
, откуда и вытекает доказываемое утверждение.
Рассмотрим теперь тривиальные случаи. Пусть 
, значит,
. Тогда
,
. Если же
, то
. В обоих случаях равенство (1), очевидно, выполняется. ◄
Следствие. Если
— линейный оператор, то
(т. е.
). Если же оператор
— невырожденный, то
, следовательно,
, (т. е.
).
- $A\left(a+b\right)=Aa+Ab$
- $A\left(\lambda a\right)=\lambda Aa$
Упражнение 2.
Найти значение выражения $4A+7B$
$4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_1-4x_2+4x_3,4x_2,4x_3-4x_1\right)$
$7B\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(0,7x_2,7\right)$
$4A+7B=\left(4x_1-4x_2+4x_3,11x_2,4x_3-4x_1+7\right)$
Ответ: $4A+7B=\left(4x_1-4x_2+4x_3,11x_2,4x_3-4x_1+7\right)$
Упражнение 3.
Найти значение выражения $B\cdot 4A$
$4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(0,4x_2+x_3,4x_3\right)$
$B\cdot 4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_3,4x_2+x_3,1\right)$
Ответ: $B\cdot 4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_3,4x_2+x_3,1\right)$
Определение и примеры линейных операторов. Действия над линейными операторами. Задания
Оператор является линейным, если $\forall a,b\in \mathbb
- $A\left(a+b\right)=Aa+Ab$
- $A\left(\lambda a\right)=\lambda Aa$
Проверим условие 1:
$A\left(a+b\right)=A\left(a_1+b_1,a_2+b_2,a_3+b_3\right)=$
$=\left(a_2+b_2+a_3+b_3,5a_2+5_b2-a_1-b_1,a_1+b_1+8a_3+8b_3\right)=$
$=\left(a_2+a_3,5a_2-a_1,a_1+8a_3\right)+\left(b_2+b_3,5_b2-b_1,b_1+8b_3\right)=$
$=A\left(a_1,a_2,a_3\right)+A\left(b_1,b_2,b_3\right)=Aa+Bb$
Ответ: оба условия выполняются, значит оператор $A$ — линейный.
Упражнение 2.
Найти значение выражения $4A+7B$
$A,B$ — линейные операторы из $\Omega\left(\mathbb
$4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_1-4x_2+4x_3,4x_2,4x_3-4x_1\right)$
$7B\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(0,7x_2,7\right)$
$4A+7B=\left(4x_1-4x_2+4x_3,11x_2,4x_3-4x_1+7\right)$
Ответ: $4A+7B=\left(4x_1-4x_2+4x_3,11x_2,4x_3-4x_1+7\right)$
Упражнение 3.
Найти значение выражения $B\cdot 4A$
$A,B$ — линейные операторы из $\Omega\left(\mathbb
$4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(0,4x_2+x_3,4x_3\right)$
$B\cdot 4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_3,4x_2+x_3,1\right)$
Ответ: $B\cdot 4A\left(x_1,x_2,x_3\right)=\left(4x_3,4x_2+x_3,1\right)$
Упражнение 4.
Найти значение выражения $Ax-3Bx$
$A, B$ — линейные операторы из $\Omega\left(M_2\left(\mathbb
$A=\begin
Ответ: $Ax-3Bx=-\begin


