Доказательство: Необходимость –
пусть вектора линейно- зависимы
, то
есть вектор
- есть линейная комбинация векторов
.
Достаточно – дано, что один из векторов есть линейная комбинация остальных и доказать, что он – линейная зависимость остальных.
Если в линейном пространстве существует
линейно–
независимых векторов, а любые
линейно- независимы,
то
называется размерностью пространства
мерного пространства или
.
Линейная зависимость = колинеарность.
неколинеарных
вектора были линейно независимы.
линейно-
независимы = компланарность.
неколинеарных вектора
линейно- независимы.
линейно- независимых векторов. Любой вектор
будет
зависим.
Определение: Упорядоченная
совокупность векторов линейного пространства называется
базисом этого пространства, если эти векторы линейно- независимы и
может быть представлен как линейная
комбинация этих векторов.
(1)
Равенство (1) называется
разложением векторов по базису , а числа
координатами вектора
в этом базисе.
Теорема: Любой вектор пространства
можно
разложить по базису этого пространства и при том единственным образом.
Признаки линейной зависимости вектора
система
имеет множество решений, в том числе и нетривиальное решение, а это означает
линейную зависимость векторов. Если
, то вектора линейно -
независимы.
Пример:
Пример:
Даны координаты в старом базисе. Найти координаты
в новом базисе.
Матрица Т называется матрицей перехода.
следует
из независимости
.
Пусть вектор
Пример: Вектор в стандартном базисе пространства
Найти координаты в базисе
и
, если
и
Линейный оператор
и
- два линейных пространства
называется
отображение сопоставляющее каждому
некоторого
Вектор называется
образом вектора
. А вектор
- прообразом
.
Определение: Оператор называется линейным, если:
1.
2.
Пусть -
базис в
-
координаты вектора
в
,
тогда в силу единства разложения вектора по базису получаем:
, где
и
Каждому линейному оператору
соответствует матрица А, составленная из элементов ,
называется матрицей линейного оператора, каждый столбец которой образован
коэффициентами разложения вектора
по базису.
Определение: Матрица А
называется матрицей преобразования, если только
при
, то оператор называют невырожденным.
Если существует такой, что
, то
такой оператор называется вырожденным.
Для того чтобы оператор был невырожденным необходимо и
достаточно, чтобы определитель матрицы оператора
был
отличен от 0.
Пример: Линейных оператор действует на плоскость XOY
и является оператором растяжения вдоль оси OY в R раз. Составить матрицу оператора в
стандартном базисе.
Действия с линейными операторами.
Линейный оператор матрица линейного оператора.
1. Сложение операторов.
Суммой двух линейных операторов и
называется
оператор
, такой что
. Матрица оператора
2.
Произведение линейного оператора на
называется оператором
, такой что
. Матрица оператора
равна произведению числа
на матрицу оператора
.
3.
Произведение линейных операторов и
называется оператор
, такой что
.
Матрица С равна произведению А и В.
Замечания:
1. и
описывают действия одного и того
же оператора, но в разных базисах.
2.
Собственные значения и собственные векторы линейного оператора.
Определение: Ненулевой
вектор называется собственным вектором
, если справедливо равенство
.
Определение: Скаляр называется собственным значением
линейного оператора, соответствующее собственному вектору
.
Теорема: Если - некоторый собственный вектор (
), то вектор
, где
- отличное от нуля, также является собственным
вектором, отвечающим тому же собственному значению.
Доказательство:
Пусть в пространстве существует базис
,
тогда
и вектор
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.