Шугаман орон зай. Дэд орон зай
Бид n хэмжээст векторын тухай ойлголтуудыг судалж, векторууд дээрх үйлдлүүдийг танилцуулахдаа бүх n хэмжээст векторуудын олонлог шугаман орон зай үүсгэдэг болохыг олж мэдсэн. Энэ нийтлэлд бид хамгийн чухал холбоотой ойлголтуудын талаар ярих болно - вектор орон зайн хэмжээс ба үндэс. Мөн дурын векторыг суурь болгон тэлэх тухай теорем болон n хэмжээст орон зайн янз бүрийн суурийн хоорондын холболтыг авч үзэх болно. Ердийн жишээнүүдийн шийдлүүдийг нарийвчлан авч үзье.
Хуудасны навигаци.
Вектор орон зай ба суурийн хэмжээсийн тухай ойлголт.
Векторын орон зайн хэмжээс ба суурийн тухай ойлголтууд нь шугаман бие даасан векторын системийн тухай ойлголттой шууд холбоотой тул шаардлагатай бол векторын системийн шугаман хамаарал, шугаман хамаарлын шинж чанар, бие даасан байдлын өгүүллийг үзэхийг зөвлөж байна. .
Тодорхойлолт.
Вектор орон зайн хэмжээснь энэ орон зай дахь шугаман бие даасан векторуудын хамгийн их тоотой тэнцүү тоо юм.
Тодорхойлолт.
Вектор орон зайн суурьнь энэ орон зайн шугаман бие даасан векторуудын дараалсан багц бөгөөд тэдгээрийн тоо нь орон зайн хэмжээстэй тэнцүү байна.
Эдгээр тодорхойлолтууд дээр үндэслэн зарим үндэслэлийг хэлье.
n хэмжээст векторуудын орон зайг авч үзье.
Энэ орон зайн хэмжээ n гэдгийг харуулъя.
n хэлбэрийн нэгж векторын системийг авъя
Эдгээр векторуудыг А матрицын эгнээ болгон авч үзье. Энэ тохиолдолд А матриц нь n-ээс n хэмжээтэй ижил төстэй матриц байх болно. Энэ матрицын зэрэглэл нь n (шаардлагатай бол нийтлэлийг үзнэ үү). Тиймээс векторуудын систем 
нь шугаман хамааралгүй бөгөөд шугаман бие даасан байдлыг зөрчихгүйгээр энэ системд нэг ч вектор нэмж болохгүй. Систем дэх векторуудын тооноос хойш n-тэй тэнцүү бол n хэмжээст векторуудын орон зайн хэмжээс нь n, нэгж векторууд нь энэ орон зайн үндэс юм.
Сүүлчийн мэдэгдэл, үндэслэлийн тодорхойлолтоос бид үүнийг дүгнэж болно векторын тоо нь n-ээс бага n хэмжээст векторуудын аливаа систем нь суурь биш юм..
Одоо системийн эхний болон хоёр дахь векторуудыг сольж үзье . Үүний үр дүнд векторын систем байгааг харуулахад хялбар байдаг 
нь мөн n хэмжээст вектор орон зайн суурь юм. Энэ системийн векторуудыг эгнээ болгон авч матриц үүсгэе. Энэ матрицыг таних матрицаас эхний болон хоёр дахь эгнээ солих замаар олж авч болох тул түүний зэрэглэл нь n болно. Тиймээс n векторын систем шугаман хамааралгүй бөгөөд n хэмжээст вектор орон зайн суурь болно.
Хэрэв бид системийн бусад векторуудыг дахин цэгцэлвэл , дараа нь бид өөр үндэслэлтэй болно.
Хэрэв бид нэгж бус векторуудын шугаман бие даасан системийг авбал энэ нь мөн n хэмжээст вектор орон зайн үндэс болно.
Тиймээс, n хэмжээст вектор орон зай нь n n хэмжээст векторын шугаман бие даасан системтэй адил олон суурьтай байна.
Хэрэв бид хоёр хэмжээст вектор орон зайн тухай ярих юм бол (өөрөөр хэлбэл хавтгайн тухай) түүний үндэс нь дурын хоёр коллинеар бус вектор юм. Гурван хэмжээст орон зайн суурь нь дурын гурван хосгүй вектор юм.
Хэд хэдэн жишээг харцгаая.
Жишээ.
Векторууд нь гурван хэмжээст вектор орон зайн үндэс мөн үү?
Шийдэл.
Энэ векторын системийг шугаман хамаарлын үүднээс авч үзье. Үүнийг хийхийн тулд мөрүүд нь векторуудын координат байх матриц үүсгэж, түүний зэрэглэлийг олцгооё. 
Тиймээс a, b, c векторууд нь шугаман хамааралгүй бөгөөд тэдгээрийн тоо нь векторын орон зайн хэмжээтэй тэнцүү тул тэдгээр нь энэ орон зайн суурь болно.
Хариулт:
Тиймээ тэд.
Жишээ.
Векторын систем нь вектор орон зайн суурь болж чадах уу?
Шийдэл.
Шугаман бие даасан гурван хэмжээст векторын хамгийн их тоо нь гурав байдаг тул энэ векторын систем нь шугаман хамааралтай байдаг. Иймээс энэ векторын систем нь гурван хэмжээст вектор орон зайн суурь болж чадахгүй (хэдийгээр анхны векторын системийн дэд систем нь суурь болдог).
Хариулт:
Үгүй ээ тэр чадахгүй.
Жишээ.
Векторуудыг шалгана уу 
дөрвөн хэмжээст вектор орон зайн суурь болж чадна.
Шийдэл.
Эх векторуудыг мөр болгон авч матриц үүсгэцгээе: 
Олъё: 
Тиймээс a, b, c, d векторуудын систем нь шугаман хамааралгүй бөгөөд тэдгээрийн тоо векторын орон зайн хэмжээтэй тэнцүү тул a, b, c, d нь түүний үндэс болно.
Хариулт:
Анхны векторууд нь үнэхээр дөрвөн хэмжээст орон зайн суурь юм.
Жишээ.
Векторууд нь 4-р хэмжээст вектор орон зайн суурь болдог уу?
Шийдэл.
Анхны векторын систем нь шугаман бие даасан байсан ч гэсэн 4 хэмжээст орон зайн суурь болоход түүн дэх векторуудын тоо хангалтгүй (ийм орон зайн суурь нь 4 вектороос бүрддэг).
Хариулт:
Үгүй ээ, тийм биш.
Вектор орон зайн суурийн дагуу векторын задрал.
Дурын векторууд байг нь n хэмжээст вектор орон зайн суурь болно. Хэрэв бид тэдгээрт n хэмжээст х векторыг нэмбэл үүссэн векторуудын систем нь шугаман хамааралтай болно. Шугаман хараат байдлын шинж чанаруудаас бид шугаман хамааралтай системийн ядаж нэг вектор нь нөгөөгөөр нь шугаман байдлаар илэрхийлэгддэг болохыг бид мэднэ. Өөрөөр хэлбэл, шугаман хамааралтай системийн ядаж нэг векторыг үлдсэн векторууд болгон өргөжүүлнэ.
Энэ нь биднийг маш чухал теоремд авчирдаг.
Теорем.
n хэмжээст вектор орон зайн дурын векторыг суурь болгон өвөрмөц байдлаар задалж болно.
Баталгаа.
Болъё - n хэмжээст вектор орон зайн суурь. Эдгээр векторууд дээр n хэмжээст х векторыг нэмье. Дараа нь үүссэн векторуудын систем нь шугаман хамааралтай байх ба х векторыг вектороор шугаман байдлаар илэрхийлж болно. : , зарим тоо хаана байна. Ингэж бид суурийн хувьд х векторын өргөтгөлийг олж авсан. Энэ задрал нь өвөрмөц гэдгийг батлах хэвээр байна.
Өөр нэг задрал байдаг гэж үзье, хаана 
- зарим тоо. Сүүлийн тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талаас тэгш байдлын зүүн ба баруун талыг хасъя.
Үндсэн векторуудын системээс хойш нь шугаман хамааралгүй бол векторуудын системийн шугаман бие даасан байдлын тодорхойлолтоор бүх коэффициентүүд тэгтэй тэнцүү байх үед л үүссэн тэгш байдал боломжтой болно. Тиймээс, суурьтай харьцуулахад вектор задралын өвөрмөц байдлыг нотолж байна.
Тодорхойлолт.
Коэффициент гэж нэрлэдэг суурь дахь х векторын координатууд .
Векторыг суурь болгон задлах теоремтой танилцсаны дараа "бидэнд n хэмжээст вектор өгөгдсөн" гэсэн илэрхийллийн мөн чанарыг ойлгож эхэлдэг. 
" Энэ илэрхийлэл нь координатыг ямар нэгэн үндэслэлээр тодорхойлсон x n хэмжээст вектор орон зайн векторыг авч үзэж байна гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ n хэмжээст вектор орон зайн өөр суурь дахь ижил х вектор нь -ээс өөр координаттай байх болно гэдгийг бид ойлгож байна.
Дараах асуудлыг авч үзье.
n хэмжээст вектор орон зайн зарим суурьт шугаман бие даасан n векторын системийг бидэнд өгье 
ба вектор . Дараа нь векторууд нь мөн энэ вектор орон зайн суурь юм.
Үндсэн дээрх х векторын координатыг олох хэрэгтэй . Эдгээр координатуудыг гэж тэмдэглэе .
Суурьтай вектор х санаа байна. Энэ тэгш байдлыг координат хэлбэрээр бичье.
Энэ тэгшитгэл нь n үл мэдэгдэх хувьсагчтай n шугаман алгебрийн тэгшитгэлийн системтэй тэнцүү байна. :
Энэ системийн үндсэн матриц нь хэлбэртэй байна 
Үүнийг А үсгээр тэмдэглэе. А матрицын баганууд нь шугаман бие даасан векторын системийн векторуудыг төлөөлдөг , тиймээс энэ матрицын зэрэглэл нь n тул тодорхойлогч нь тэг биш байна. Энэ баримт нь тэгшитгэлийн систем нь ямар ч аргаар олох боломжтой өвөрмөц шийдэлтэй болохыг харуулж байна, жишээлбэл, эсвэл.
Ингэснээр шаардлагатай координатуудыг олох болно суурь дахь вектор х .
Жишээнүүдийг ашиглан онолыг авч үзье.
Жишээ.
Гурван хэмжээст вектор орон зайн зарим суурь дээр векторууд 
Векторын систем нь мөн энэ орон зайн суурь мөн эсэхийг шалгаад энэ үндсэн дээр х векторын координатыг ол.
Шийдэл.
Векторуудын систем нь гурван хэмжээст вектор орон зайн суурь байхын тулд шугаман бие даасан байх ёстой. Мөр нь векторууд болох А матрицын зэрэглэлийг тодорхойлж үүнийг олж мэдье. Гауссын аргыг ашиглан зэрэглэлийг олъё 
тиймээс Rank(A) = 3 бөгөөд энэ нь векторын системийн шугаман бие даасан байдлыг харуулж байна.
Тиймээс векторууд нь суурь юм. Энэ үндсэн дээр x вектор координаттай байг. Дараа нь, дээр дурдсанчлан, энэ векторын координатуудын хоорондын хамаарлыг тэгшитгэлийн системээр өгсөн болно 
Нөхцөл байдлаас мэдэгдэж буй утгыг түүнд орлуулж бид олж авна 
Үүнийг Крамерын аргыг ашиглан шийдье. 
Тиймээс суурь дахь х вектор координаттай байна 
.
Хариулт:
Жишээ.
Ямар нэг үндэслэлээр 
дөрвөн хэмжээст вектор орон зайд шугаман бие даасан векторын системийг өгөгдсөн 
Энэ нь мэдэгдэж байна 
. Суурь дээрх х векторын координатыг ол .
Шийдэл.
Векторуудын системээс хойш 
нөхцөлөөр шугаман хамааралгүй бол энэ нь дөрвөн хэмжээст орон зайн суурь болно. Дараа нь тэгш байдал суурь дахь вектор х байна гэсэн үг координаттай. Суурь дээрх х векторын координатыг тэмдэглэе Хэрхэн .
Суурийн х векторын координатуудын хоорондын хамаарлыг тодорхойлох тэгшитгэлийн систем Тэгээд шиг харагдаж байна 
Бид түүнд мэдэгдэж буй утгуудыг орлуулж, шаардлагатай координатуудыг олдог. 
Хариулт:
.
Суурийн хоорондын хамаарал.
n хэмжээст вектор орон зайн аль нэг суурь дээр шугаман бие даасан хоёр векторын системийг өгье 
Тэгээд
өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь мөн энэ орон зайн суурь юм.
Хэрэв 
- суурь дахь векторын координатууд , дараа нь координатын холболт 
Тэгээд шугаман тэгшитгэлийн системээр өгөгдсөн (бид энэ талаар өмнөх догол мөрөнд ярьсан): 
, үүнийг матриц хэлбэрээр бичиж болно 
Үүнтэй адилаар бид векторын хувьд бичиж болно 
Өмнөх матрицын тэгшитгэлүүдийг нэг болгон нэгтгэж болох бөгөөд энэ нь үндсэндээ хоёр өөр суурийн векторуудын хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог. 
Үүний нэгэн адил бид бүх суурь векторуудыг илэрхийлж болно суурь дамжуулан 
:
Тодорхойлолт.
Матриц 
дуудсан баазаас шилжилтийн матриц суурь руу , тэгвэл тэгш байдал үнэн болно 
Энэ тэгшитгэлийн хоёр талыг баруун талаас үржүүлэх
бид авдаг 
Шилжилтийн матрицыг олцгооё, гэхдээ урвуу матрицыг олох, матрицыг үржүүлэх талаар дэлгэрэнгүй ярихгүй (шаардлагатай бол нийтлэлийг үзнэ үү): 
Өгөгдсөн суурь дахь х векторын координатуудын хоорондын хамаарлыг олоход л үлдлээ.
Х векторыг суурьт координаттай болгоё 
ба үндсэн дээр x вектор координаттай байна, тэгвэл 
Сүүлийн хоёр тэгшитгэлийн зүүн талууд ижил тул бид баруун талыг тэнцүүлж болно. 
Хэрэв бид баруун талд байгаа хоёр талыг үржүүлбэл
тэгвэл бид авна 
Нөгөө талаар 
(урвуу матрицыг өөрөө ол).
Сүүлийн хоёр тэгшитгэл нь суурь ба векторын х векторын координатуудын хооронд шаардлагатай хамаарлыг бидэнд өгдөг.
Хариулт:
Үндсэнээс суурь руу шилжих матриц нь хэлбэртэй байна 
;
Суурь дахь х векторын координатууд нь харилцаа холбоогоор холбогддог 
эсвэл .
Бид вектор орон зайн хэмжээс ба суурийн тухай ойлголтуудыг судалж, векторыг суурь болгон задалж сурсан ба шилжилтийн матрицаар дамжуулан n хэмжээст вектор орон зайн янз бүрийн суурийн хоорондын холбоог олж мэдсэн.
Шугаман орон зай V гэж нэрлэдэг n хэмжээст, хэрэв дотор нь шугаман бие даасан n векторын систем байгаа бол илүү олон вектортой аливаа систем шугаман хамааралтай байна. n тоог дууддаг хэмжээс (хэмжээний тоо)шугаман орон зай V ба тэмдэглэгдсэн байна \operatorname(dim)V. Өөрөөр хэлбэл, орон зайн хэмжээс нь энэ орон зайн шугаман бие даасан векторуудын хамгийн их тоо юм. Хэрэв ийм тоо байгаа бол орон зайг хязгаарлагдмал хэмжээст гэж нэрлэдэг. Хэрэв V орон зайд ямар ч натурал n тооны хувьд шугаман бие даасан n вектороос бүрдсэн систем байвал ийм орон зайг хязгааргүй хэмжээст гэж нэрлэнэ. \operatorname(dim)V=\infty). Дараах зүйлд өөрөөр заагаагүй бол хязгаарлагдмал хэмжээст орон зайг авч үзэх болно.
Суурь n хэмжээст шугаман орон зай нь шугаман бие даасан n векторын дараалсан цуглуулга юм ( суурь векторууд).
Векторыг суурийн хувьд тэлэх тухай теорем 8.1. Хэрэв n хэмжээст шугаман V орон зайн суурь бол V-д дурын \mathbf(v)\ векторыг суурь векторуудын шугаман хослол хэлбэрээр илэрхийлж болно.
\mathbf(v)=\mathbf(v)_1\cdot \mathbf(e)_1+\mathbf(v)_2\cdot \mathbf(e)_2+\ldots+\mathbf(v)_n\cdot \mathbf(e)_n
мөн үүнээс гадна цорын ганц арга замаар, i.e. магадлал \mathbf(v)_1, \mathbf(v)_2,\ldots, \mathbf(v)_nхоёрдмол утгагүйгээр тодорхойлогддог.Өөрөөр хэлбэл, ямар ч орон зайн векторыг суурь болгон өргөжүүлж, үүнээс гадна өвөрмөц байдлаар өргөжүүлж болно.
Үнэхээр V орон зайн хэмжээ нь n-тэй тэнцүү байна. Вектор систем \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_nшугаман бие даасан (энэ нь суурь). Суурь дээр дурын вектор \mathbf(v) нэмсний дараа шугаман хамааралтай системийг олж авна \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n, \mathbf(v)(энэ систем нь n хэмжээст орон зайн (n+1) векторуудаас бүрддэг тул). Шугаман хамааралтай ба шугаман бие даасан 7 векторын шинж чанарыг ашиглан теоремын дүгнэлтийг гаргана.
Дүгнэлт 1. Хэрэв \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_nтэгвэл V орон зайн суурь болно V=\операторын нэр(Лин) (\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2, \ldots,\mathbf(e)_n), өөрөөр хэлбэл шугаман орон зай нь суурь векторуудын шугаман хүрээ юм.
Үнэн хэрэгтээ тэгш байдлыг батлахын тулд V=\операторын нэр(Лин) (\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2, \ldots, \mathbf(e)_n)хоёр багц, энэ нь оруулга гэдгийг харуулах хангалттай юм V\дэд олонлог \операторын нэр(Лин)(\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2, \ldots,\mathbf(e)_n)ба нэгэн зэрэг гүйцэтгэгддэг. Үнэн хэрэгтээ, нэг талаас, шугаман орон зай дахь векторуудын аливаа шугаман хослол нь шугаман орон зайд хамаардаг, өөрөөр хэлбэл. \operatorname(Lin)(\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n)\дэд багц V. Нөгөөтэйгүүр, теорем 8.1-ийн дагуу орон зайн дурын векторыг суурь векторуудын шугаман хослол хэлбэрээр илэрхийлж болно. V\дэд олонлог \операторын нэр(Лин)(\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n). Энэ нь авч үзэж буй багцуудын тэгш байдлыг илэрхийлнэ.
Дүгнэлт 2. Хэрэв \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n- V шугаман огторгуйн векторуудын шугаман бие даасан систем ба V дахь дурын \mathbf(v)\ векторыг шугаман хослолоор дүрсэлж болно (8.4): \mathbf(v)=v_1\mathbf(e)_1+ v_2\mathbf(e)_2+\ldots+v_n\mathbf(e)_n, тэгвэл V зай нь n хэмжээстэй ба системтэй \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2, \ldots,\mathbf(e)_nтүүний үндэс юм.
Үнэн хэрэгтээ V орон зайд шугаман бие даасан n векторын систем, ямар ч систем байдаг \mathbf(u)_1,\mathbf(u)_2,\ldots,\mathbf(u)_nилүү олон тооны векторуудын (k>n) нь шугаман хамааралтай, учир нь энэ системийн вектор бүр нь векторын хувьд шугаман байдлаар илэрхийлэгддэг. \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n. гэсэн үг, \operatorname(dim) V=nТэгээд \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n- суурь V.
Векторын системийг суурь дээр нэмэх тухай теорем 8.2. n хэмжээст шугаман орон зайн k векторын дурын шугаман бие даасан систем (1\leqslant k) Үнэн хэрэгтээ n хэмжээст орон зай дахь векторуудын шугаман бие даасан систем байцгаая V~(1\leqslant k Тайлбар 8.4 1. Шугаман орон зайн суурь нь хоёрдмол утгатай тодорхойлогддог. Жишээлбэл, хэрэв \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2, \ldots, \mathbf(e)_n V орон зайн суурь, дараа нь векторуудын систем болно \lambda \mathbf(e)_1,\lambda \mathbf(e)_2,\ldots,\lambda \mathbf(e)_nямар ч \lambda\ne0 нь V-ийн суурь мөн. Ижил хязгаарлагдмал хэмжээст орон зайн өөр өөр суурийн суурь векторуудын тоо нь мэдээж ижил, учир нь энэ тоо нь орон зайн хэмжээстэй тэнцүү байна. 2. Хэрэглээнд ихэвчлэн тулгардаг зарим орон зайд боломжит суурийн нэг, практик талаас нь авч үзвэл хамгийн тохиромжтойг стандарт гэж нэрлэдэг. 3. 8.1 теорем нь суурь нь шугаман огторгуйн элементүүдийн бүрэн систем бөгөөд огторгуйн дурын векторыг баазын вектороор шугаман байдлаар илэрхийлдэг гэсэн утгаараа хэлэх боломжийг олгодог. 4. Хэрэв \mathbb(L) олонлог шугаман зай бол \operatorname(Lin)(\mathbf(v)_1,\mathbf(v)_2,\ldots,\mathbf(v)_k), дараа нь векторууд \mathbf(v)_1,\mathbf(v)_2,\ldots,\mathbf(v)_k\mathbb(L) олонлогийн генераторууд гэж нэрлэдэг. Теорем 8.1-ийн 1-р үр дүн нь тэгш байдлын улмаас V=\операторын нэр(Лин) (\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n)суурь гэж хэлэх боломжийг бидэнд олгодог хамгийн бага генераторын системшугаман орон зай V, учир нь генераторын тоог багасгах боломжгүй (багцаас дор хаяж нэг векторыг хас \mathbf(e)_1, \mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n) тэгш байдлыг зөрчихгүйгээр V=\operatorname(Lin)(\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n). 5. 8.2 теорем нь суурь нь гэж хэлэх боломжийг олгодог векторуудын хамгийн их шугаман бие даасан системшугаман орон зай, учир нь суурь нь шугаман бие даасан векторуудын систем бөгөөд шугаман бие даасан байдлаа алдалгүйгээр ямар ч вектороор нөхөж болохгүй. 6. 8.1 теоремын 2-р үр дүн нь шугаман орон зайн суурь ба хэмжээсийг олоход тохиромжтой. Зарим сурах бичигт үндэс суурийг нь тодорхойлсон байдаг, тухайлбал: шугаман бие даасан систем \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_nШугаман орон зайн векторуудын аль нэгийг вектороор шугаман илэрхийлсэн бол суурь гэнэ. \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_n. Суурь векторын тоо нь орон зайн хэмжээг тодорхойлдог. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр тодорхойлолтууд нь дээр дурдсантай тэнцүү байна. Дээр дурдсан шугаман орон зайн жишээнүүдийн хэмжээс, үндэслэлийг зааж өгье. 1. Тэг шугаман орон зай \(\mathbf(o)\) нь шугаман бие даасан векторуудыг агуулдаггүй. Тиймээс энэ орон зайн хэмжээ нь тэг байх болно: \dim\(\mathbf(o)\)=0. Энэ орон зай ямар ч үндэслэлгүй. 2. V_1,\,V_2,\,V_3 зайнууд нь тус тус 1, 2, 3 хэмжээтэй байна. Үнэн хэрэгтээ V_1 орон зайн тэгээс өөр вектор нь шугаман бие даасан системийг бүрдүүлдэг (8.2 Тайлбарын 1-р цэгийг үзнэ үү), V_1 орон зайн тэгээс өөр хоёр вектор нь коллинеар, өөрөөр хэлбэл. шугаман хамааралтай (8.1-р жишээг үзнэ үү). Иймээс \dim(V_1)=1 байх ба V_1 орон зайн суурь нь тэгээс бусад дурын вектор юм. Үүнтэй адил \dim(V_2)=2 ба \dim(V_3)=3 гэдэг нь батлагдсан. V_2 орон зайн суурь нь тодорхой дарааллаар авсан хоёр коллинеар бус вектор (тэдгээрийн нэгийг эхний суурь вектор, нөгөөг нь хоёр дахь гэж үзнэ). V_3 орон зайн суурь нь тодорхой дарааллаар авсан ямар ч давхцаагүй (ижил буюу зэрэгцээ хавтгайд ороогүй) гурван вектор юм. V_1 дэх стандарт суурь нь шугам дээрх \vec(i) нэгж вектор юм. V_2 дахь стандарт суурь нь суурь юм \vec(i),\,\vec(j), хавтгайн харилцан перпендикуляр хоёр нэгж вектороос тогтоно. V_3 зай дахь стандарт суурь нь суурь гэж тооцогддог \vec(i),\,\vec(j),\,\vec(k), гурван нэгж вектороос бүрдэх, хос перпендикуляр, зөв гурвалсан үүсгэх. 3. \mathbb(R)^n зайд n-ээс ихгүй шугаман бие даасан вектор агуулагдана. Үнэн хэрэгтээ \mathbb(R)^n-аас k багана авч, тэдгээрээс n\timek k хэмжээтэй матриц байгуулъя. Хэрэв k>n бол баганууд матрицын зэрэглэлээс 3.4 теоремоор шугаман хамааралтай байна. Тиймээс, \dim(\mathbb(R)^n)\leqslant n. \mathbb(R)^n зайд шугаман бие даасан n багана олоход хэцүү биш. Жишээлбэл, таних матрицын баганууд \mathbf(e)_1=\эхлэх(pmatrix)1\\0\\\vdots\\0\end(pmatrix)\!,\quad \mathbf(e)_2= \эхлэх(pmatrix)0\\1\ \\vdots\\0\end(pmatrix)\!,\quad \ldots,\quad \mathbf(e)_n= \begin(pmatrix) 0\\0\\\vdots\\1 \end(pmatrix)\ !. шугаман бие даасан. Тиймээс, \dim(\mathbb(R)^n)=n. \mathbb(R)^n зайг дуудна n хэмжээст бодит арифметик орон зай. Заасан векторуудын багцыг \mathbb(R)^n зайны стандарт суурь гэж үзнэ. Үүний нэгэн адил энэ нь батлагдсан \dim(\mathbb(C)^n)=n, тиймээс \mathbb(C)^n зайг дуудна n хэмжээст цогцолбор арифметик орон зай. 4. Нэг төрлийн Ax=o системийн дурын шийдийг хэлбэрээр төлөөлж болно гэдгийг санаарай. x=C_1\varphi_1+C_2\varphi_2+\ldots+C_(n-r)\varphi_(n-r), Хаана r=\операторын нэр(rg)A, а \varphi_1,\varphi_2,\ldots,\varphi_(n-r)- шийдлийн үндсэн систем. Тиймээс, \(Ax=o\)=\operatorname(Lin) (\varphi_1,\varphi_2,\ldots,\varphi_(n-r)), өөрөөр хэлбэл Нэг төрлийн системийн уусмалуудын \(Ax=0\) орон зайн суурь нь түүний шийдлийн үндсэн систем, орон зайн хэмжээ \dim\(Ax=o\)=n-r, энд n нь үл мэдэгдэх тоо юм. , ба r нь системийн матрицын зэрэг юм. 5. 2\times3 хэмжээтэй матрицуудын M_(2\times3) орон зайд 6 матриц сонгож болно. \эхлэх(цуглуулсан)\mathbf(e)_1= \эхлэх(pmatrix)1&0&0\\0&0&0\төгсгөл(pmatrix)\!,\quad \mathbf(e)_2= \begin(pmatrix)0&1&0\\0&0&0\end( pmatrix)\!,\quad \mathbf(e)_3= \begin(pmatrix) 0&0&1\\0&0&0\end(pmatrix)\!,\hfill\\ \mathbf(e)_4= \begin(pmatrix) 0&0&0\\ 1&0&0 \end(pmatrix)\!,\quad \mathbf(e)_5= \begin(pmatrix)0&0&0\\0&1&0\end(pmatrix)\!,\quad \mathbf(e)_6= \begin(pmatrix)0&0&0 \\0&0&1\end(pmatrix)\!,\hfill \end(цуглуулсан) \alpha_1\cdot \mathbf(e)_1+\alpha_2\cdot \mathbf(e)_2+\alpha_3\cdot \mathbf(e)_3+ \alpha_4\cdot \mathbf(e)_4+\alpha_5\cdot(e)_f \alpha_6\cdot \mathbf(e)_6= \эхлэх(pmatrix)\alpha_1&\alpha_2&\alpha_3\\ \alpha_4&\alpha_5&\alpha_6\end(pmatrix) зөвхөн өчүүхэн тохиолдолд тэг матрицтай тэнцүү \alpha_1=\alpha_2= \ldots= \alpha_6=0. Тэгш байдлыг (8.5) баруунаас зүүн тийш уншсаны дараа бид M_(2\times3)-ын дурын матрицыг сонгосон 6 матрицаар шугаман байдлаар илэрхийлнэ гэж дүгнэж байна. M_(2\times)= \operatorname(Lin) (\mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_6). Тиймээс, \ бүдэг(M_(2\times3))=2\cdot3=6, болон матрицууд \mathbf(e)_1, \mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_6нь энэ орон зайн суурь (стандарт) юм. Үүний нэгэн адил энэ нь батлагдсан \ бүдэг(M_(m\times n))=m\cdot n. 6. Комплекс коэффициент бүхий олон гишүүнтийн P(\mathbb(C)) орон зайд байгаа дурын натурал n тооны хувьд шугаман бие даасан n элементийг олж болно. Жишээлбэл, олон гишүүнт \mathbf(e)_1=1, \mathbf(e)_2=z, \mathbf(e)_3=z^2,\,\ldots, \mathbf(e)_n=z^(n-1)шугаман хослол учраас шугаман бие даасан байна a_1\cdot \mathbf(e)_1+a_2\cdot \mathbf(e)_2+\ldots+a_n\cdot \mathbf(e)_n= a_1+a_2z+\ldots+a_nz^(n-1) зөвхөн өчүүхэн тохиолдолд тэг олон гишүүнттэй (o(z)\equiv0) тэнцүү байна a_1=a_2=\ldots=a_n=0. Энэ олон гишүүнтийн систем нь ямар ч натурал l тооноос шугаман хамааралгүй тул P(\mathbb(C)) орон зай нь хязгааргүй хэмжээст юм. Үүний нэгэн адил бодит коэффициент бүхий олон гишүүнтийн P(\mathbb(R)) орон зай хязгааргүй хэмжээстэй гэж бид дүгнэж байна. n-ээс ихгүй зэрэгтэй олон гишүүнтүүдийн P_n(\mathbb(R)) орон зай нь хязгаарлагдмал хэмжээст юм. Үнэхээр \mathbf(e)_1=1, \mathbf(e)_2=x, векторууд, \mathbf(e)_3=x^2,\,\ldots, \mathbf(e)_(n+1)=x^nЭнэ орон зайн (стандарт) суурийг бүрдүүлдэг, учир нь тэдгээр нь шугаман хамааралгүй бөгөөд P_n(\mathbb(R))-ын аль ч олон гишүүнтийг эдгээр векторуудын шугаман хослолоор төлөөлж болно: a_nx^n+\ldots+a_1x+a_0=a_0\cdot \mathbf(e)_1+a_1 \mathbf(e)_2+\ldots+a_n\cdot \mathbf(e)_(n+1)Шугаман орон зайн суурийн жишээ
шугаман бие даасан байдаг. Үнэхээр тэдний шугаман хослол
7. Үргэлжилсэн функцүүдийн C(\mathbb(R)) орон зай нь хязгааргүй хэмжээст юм. Үнэн хэрэгтээ аливаа натурал n тооны хувьд олон гишүүнт байдаг 1,x,x^2,\ldots, x^(n-1), тасралтгүй функцууд гэж үздэг, шугаман бие даасан системийг үүсгэдэг (өмнөх жишээг үзнэ үү).
Сансарт T_(\omega)(\mathbb(R))Бодит коэффициент бүхий тригонометрийн биномууд (давтамжтай \omega\ne0) мономиал үүсгэдэг. \mathbf(e)_1(t)=\sin\omega t,~\mathbf(e)_2(t)=\cos\omega t. Ижил тэгш байдал тул тэдгээр нь шугаман бие даасан байдаг a\sin\omega t+b\cos\omega t\equiv0өчүүхэн тохиолдолд л боломжтой (a=b=0) . Маягтын аливаа функц f(t)=a\sin\omega t+b\cos\omega tүндсэн зүйлээр шугаман байдлаар илэрхийлэгдэнэ: f(t)=a\,\mathbf(e)_1(t)+b\,\mathbf(e)_2(t).
8. Х олонлог дээр тодорхойлогдсон бодит функцүүдийн \mathbb(R)^X зай нь X-ийн тодорхойлолтын мужаас хамааран хязгаарлагдмал хэмжээст эсвэл хязгааргүй хэмжээст байж болно. Хэрэв X нь хязгаарлагдмал олонлог бол \mathbb(R)^X зай нь хязгаарлагдмал хэмжээст байна (жишээлбэл, X=\(1,2,\ldots,n\)). Хэрэв X нь хязгааргүй олонлог бол \mathbb(R)^X зай нь хязгааргүй хэмжээст (жишээлбэл, дарааллын \mathbb(R)^N зай).
9. \mathbb(R)^(+) зайд нэгтэй тэнцүү биш эерэг тоо \mathbf(e)_1 суурь болж болно. Жишээ нь \mathbf(e)_1=2 тоог авч үзье. Аливаа эерэг тоо r-ийг \mathbf(e)_1 , i.e.-ээр илэрхийлж болно. хэлбэрээр төлөөлнө \alpha\cdot \mathbf(e)_1\хос цэг r=2^(\log_2r)=\log_2r\ast2=\alpha_1\ast \mathbf(e)_1, энд \alpha_1=\log_2r . Иймд энэ орон зайн хэмжээс нь 1 байх ба \mathbf(e)_1=2 тоо нь суурь болно.
10. Болъё \mathbf(e)_1,\mathbf(e)_2,\ldots,\mathbf(e)_nнь бодит шугаман орон зай V-ийн үндэс юм. V дээрх шугаман скаляр функцийг дараах байдлаар тодорхойлно.
\mathcal(E)_i(\mathbf(e)_j)=\эхлэх(тохиолдол)1,&i=j,\\ 0,&i\ne j.\төгсгөл(тохиолдол)
Энэ тохиолдолд \mathcal(E)_i функцийн шугаман байдлаас шалтгаалан дурын векторын хувьд бид олж авна. \mathcal(E)(\mathbf(v))=\sum_(j=1)^(n)v_j \mathcal(E)(\mathbf(e)_j)=v_i.
Тиймээс n элемент (ковектор) тодорхойлогддог \mathcal(E)_1, \mathcal(E)_2, \ldots, \mathcal(E)_nконьюгат орон зай V^(\ast) . Үүнийг баталцгаая \mathcal(E)_1, \mathcal(E)_2,\ldots, \mathcal(E)_n- суурь V^(\ast) .
Эхлээд бид системийг харуулж байна \mathcal(E)_1, \mathcal(E)_2,\ldots, \mathcal(E)_nшугаман бие даасан. Үнэндээ эдгээр ковекторуудын шугаман хослолыг авч үзье (\alpha_1 \mathcal(E)_1+\ldots+\alpha_n\mathcal(E)_n)(\mathbf(v))=мөн үүнийг тэг функцтэй тэнцүүл
\mathbf(o)(\mathbf(v))~~ (\mathbf(o)(\mathbf(v))=0~ \forall \mathbf(v)\in V)\колон~ \alpha_1\mathcal(E) )_1(\mathbf(v))+\ldots+\alpha_n\mathcal(E)_n(\mathbf(v))= \mathbf(o)(\mathbf(v))=0~~\forall \mathbf(v) )\-д V.
Энэ тэгш байдлыг орлуулах \mathbf(v)=\mathbf(e)_i,~ i=1,\ldots,n, бид авдаг \alpha_1=\alpha_2\cdot= \alpha_n=0. Тиймээс элементүүдийн систем \mathcal(E)_1,\mathcal(E)_2,\ldots,\mathcal(E)_n V^(\ast) орон зай нь шугаман бие даасан, учир нь тэгш байдал \alpha_1\mathcal(E)_1+\ldots+ \alpha_n\mathcal(E)_n =\mathbf(o)өчүүхэн тохиолдолд л боломжтой.
Хоёрдугаарт, ямар ч шугаман функц f\in V^(\ast)-ийг ковекторуудын шугаман хослол хэлбэрээр төлөөлж болохыг бид баталж байна. \mathcal(E)_1, \mathcal(E)_2,\ldots, \mathcal(E)_n. Үнэхээр ямар ч векторын хувьд \mathbf(v)=v_1 \mathbf(e)_1+v_2 \mathbf(e)_2+\ldots+v_n \mathbf(e)_n f функцийн шугаман байдлаас шалтгаалан бид дараахь зүйлийг олж авна.
\begin(aligned)f(\mathbf(v))&= f(v_1 \mathbf(e)_1+\ldots+v_n \mathbf(e)_n)= v_1 f(\mathbf(e)_1)+\ldots+ v_n f(\mathbf(e)_n)= f(\mathbf(e)_1)\mathcal(E)_1(\mathbf(v))+ \ldots+ f(\mathbf(e)_n)\mathcal(E) _n (\mathbf(v))=\\ &=(f(\mathbf(e)_1)\mathcal(E)_1+\ldots+ f(\mathbf(e)_n)\mathcal(E)_n)(\mathbf ( v))= (\beta_1\mathcal(E)_1+ \ldots+\beta_n\mathcal(E)_n) (\mathbf(v)),\төгсгөл(зэрэгцүүлсэн)
тэдгээр. f функцийг шугаман хослолоор илэрхийлнэ f=\beta_1 \mathcal(E)_1+\ldots+\beta_n\mathcal(E)_nфункцууд \mathcal(E)_1,\mathcal(E)_2,\ldots, \mathcal(E)_n(тоо \beta_i=f(\mathbf(e)_i)- шугаман хослолын коэффициент). Тиймээс ковектор систем \mathcal(E)_1, \mathcal(E)_2,\ldots, \mathcal(E)_nнь V^(\ast) давхар орон зайн суурь мөн \ бүдэг(V^(\аст))=\ бүдэг(V)(хязгаарлагдмал хэмжээст V орон зайн хувьд).
Хэрэв та алдаа, үсгийн алдаа анзаарсан эсвэл ямар нэгэн санал байвал сэтгэгдэл дээр бичээрэй.
Шугаман орон зайн дэд олонлог нь вектор нэмэх, скаляраар үржүүлэх үед хаалттай байвал дэд орон зайг үүсгэнэ.
Жишээ 6.1. Хавтгай дахь дэд орон зай нь төгсгөлүүд нь орших векторуудын багцыг үүсгэдэг үү: a) эхний улиралд; б) эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам дээр? (векторуудын гарал үүсэл нь координатын эхэнд оршдог)
Шийдэл.
a) үгүй, олонлогийг скаляраар үржүүлэхэд хаагдахгүй тул: сөрөг тоогоор үржүүлэхэд векторын төгсгөл гуравдугаар улиралд унана.
б) тийм, учир нь векторуудыг нэмж дурын тоогоор үржүүлэхэд тэдгээрийн төгсгөлүүд нэг шулуун дээр үлддэг.
Дасгал 6.1. Харгалзах шугаман орон зайн дараах дэд олонлогуудыг дэд орон зай үүсгэнэ үү:
a) төгсгөлүүд нь эхний эсвэл гуравдугаар улиралд байрладаг хавтгай векторуудын багц;
б) төгсгөлүүд нь эхийг дайрдаггүй шулуун шугам дээр байрлах хавтгай векторуудын багц;
в) координатын шугамын багц ((x 1, x 2, x 3)ï x 1 + x 2 + x 3 = 0);
г) координатын шугамын багц ((x 1, x 2, x 3)ï x 1 + x 2 + x 3 = 1);
д) координатын шугамын багц ((x 1, x 2, x 3)ï x 1 = x 2 2).
Шугаман орон зайны хэмжээс L нь түүний суурьт багтсан векторуудын бүдэг L тоо юм.
Дэд орон зайн нийлбэр ба огтлолцлын хэмжээсүүд нь хамаарлаар холбогддог
бүдэг (U + V) = бүдэг U + бүдэг V – бүдэг (U Ç V).
Жишээ 6.2. Дараах векторуудын системээр дамжсан дэд орон зайн нийлбэр ба огтлолцлын суурь ба хэмжээсийг ол.
Шийдэл.U ба V дэд орон зайг үүсгэгч векторын систем бүр нь шугаман хамааралгүй бөгөөд энэ нь харгалзах дэд орон зайн суурь болно. Эдгээр векторуудын координатаас матриц байгуулж, тэдгээрийг баганаар байрлуулж, нэг системийг нөгөө системээс шугамаар тусгаарлацгаая. Үүссэн матрицыг алхам алхмаар хэлбэрт оруулъя.
~ 
~ 
~ 
.
U + V суурь нь алхамын матрицын тэргүүлэх элементүүд харгалзах , , , векторуудаар үүсгэгддэг. Тиймээс бүдэг (U + V) = 3. Дараа нь
бүдэг (UÇV) = бүдэг U + бүдэг V – бүдэг (U + V) = 2 + 2 – 3 = 1.
Дэд орон зайн огтлолцол нь тэгшитгэлийг хангадаг векторуудын багцыг бүрдүүлдэг (энэ тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд байрладаг). Энэ вектор тэгшитгэлд тохирох шугаман тэгшитгэлийн системийн шийдлийн үндсэн системийг ашиглан бид огтлолцлын суурийг олж авдаг. Энэ системийн матрицыг аль хэдийн шаталсан хэлбэр болгон бууруулсан байна. Үүний үндсэн дээр бид y 2 нь чөлөөт хувьсагч гэж дүгнэж, бид y 2 = c-г тогтоосон. Дараа нь 0 = y 1 – y 2, y 1 = c,. мөн дэд орон зайн огтлолцол нь хэлбэрийн векторуудын багцыг үүсгэдэг 
= c (3, 6, 3, 4). Улмаар UÇV-ийн суурь нь векторыг (3, 6, 3, 4) бүрдүүлдэг.
Тэмдэглэл. 1. Хэрэв бид системийг үргэлжлүүлэн шийдэж, x хувьсагчдын утгыг олох юм бол бид x 2 = c, x 1 = c, вектор тэгшитгэлийн зүүн талд дээр авсантай тэнцүү векторыг авна. .
2. Заасан аргыг ашиглан вектор үүсгэгч системүүд нь шугаман хамааралгүй эсэхээс үл хамааран нийлбэрийн суурийг олж авах боломжтой. Гэхдээ наад зах нь хоёр дахь дэд орон зайг үүсгэгч систем нь шугаман бие даасан байх тохиолдолд л огтлолцлын суурийг зөв олж авах болно.
3. Хэрэв огтлолцлын хэмжээ 0 гэж тогтоогдвол огтлолцол нь үндэслэлгүй бөгөөд түүнийг хайх шаардлагагүй болно.
Дасгал 6.2. Дараах векторуудын системээр дамжсан дэд орон зайн нийлбэр ба огтлолцлын суурь ба хэмжээсийг ол.
A) 
б) 
Евклидийн орон зай
Евклидийн орон зай нь талбайн дээгүүр шугаман орон зай юм Р, үүнд хос вектор, скаляр тус бүрийг хуваарилах скаляр үржвэрийг тодорхойлсон бөгөөд дараах нөхцөлүүд хангагдсан байна:
2) (a + b) = a() + b();
3) ¹Þ > 0.
Стандарт скаляр үржвэрийг томъёог ашиглан тооцоолно
(a 1 , … , a n) (b 1 , … , b n) = a 1 b 1 + … + a n b n.
Векторуудыг скаляр үржвэр нь 0-тэй тэнцүү бол ^ гэж бичдэг ортогональ гэж нэрлэдэг.
Хэрэв векторууд нь хосоороо ортогональ байвал векторуудын системийг ортогональ гэж нэрлэдэг.
Векторуудын ортогональ систем нь шугаман бие даасан байна.
, ... векторын системийг ортогонал болгох үйл явц нь дараах томъёоны дагуу гүйцэтгэсэн эквивалент ортогональ систем , ... руу шилжихээс бүрдэнэ.
, энд , k = 2, … , n.
Жишээ 7.1. Векторуудын системийг ортогональ болгох
= (1, 2, 2, 1), = (3, 2, 1, 1), = (4, 1, 3, -2).
Шийдэл Бид = = (1, 2, 2, 1);
, = 
= = 1;
= (3, 2, 1, 1) – (1, 2, 2, 1) = (2, 0, -1, 0).
, = 
= =1;
= 
=1;
= (4, 1, 3, -2) – (1, 2, 2, 1) – (2, 0, -1, 0) = (1, -1, 2, -3).
Дасгал 7.1. Вектор системийг ортогональ болгох:
a) = (1, 1, 0, 2), = (3, 1, 1, 1), = (-1, -3, 1, -1);
б) = (1, 2, 1, 1), = (3, 4, 1, 1), = (0, 3, 2, -1).
Жишээ 7.2. Векторын бүрэн систем = (1, -1, 1, -1),
= (1, 1, -1, -1), зайны ортогональ суурь руу.
Шийдэл: Анхны систем нь ортогональ тул асуудал нь утга учиртай. Дөрвөн хэмжээст орон зайд векторууд өгөгдсөн тул дахиад хоёр вектор олох хэрэгтэй. Гурав дахь вектор = (x 1, x 2, x 3, x 4) нь = 0, = 0 нөхцлөөс тодорхойлогдоно. Эдгээр нөхцлүүд нь тэгшитгэлийн системийг өгдөг бөгөөд матриц нь векторуудын координатын шугамаас үүсдэг. . Бид системийг шийддэг:
~ 
~ 
.
Чөлөөт хувьсагчид x 3 ба x 4 нь тэгээс бусад бүх утгыг өгч болно. Бид жишээ нь x 3 = 0, x 4 = 1. Дараа нь x 2 = 0, x 1 = 1, ба = (1, 0, 0, 1) гэж үзнэ.
Үүний нэгэн адил бид = (y 1, y 2, y 3, y 4) -ийг олно. Үүнийг хийхийн тулд дээр дурдсан шаталсан матрицад шинэ координатын шугамыг нэмж, алхам алхмаар хэлбэрт оруулна.
~ 
~ 
.
y 3 чөлөөт хувьсагчийн хувьд бид y 3 = 1. Дараа нь y 4 = 0, y 2 = 1, y 1 = 0, мөн = (0, 1, 1, 0) болно.
Евклидийн орон зай дахь векторын норм нь сөрөг бус бодит тоо юм.
Хэрэв норм нь 1 бол векторыг хэвийн гэж нэрлэдэг.
Векторыг хэвийн болгохын тулд түүнийг нормоор нь хуваах ёстой.
Нормалжсан векторуудын ортогональ системийг ортонормаль гэж нэрлэдэг.
Дасгал 7.2. Орон зайн ортонормаль суурь болгон векторуудын системийг гүйцээнэ үү.
a) = (1/2, 1/2, 1/2, 1/2), = (-1/2, 1/2, -1/2, 1/2);
б) = (1/3, -2/3, 2/3).
Шугаман зураглал
U ба V нь F талбар дээрх шугаман орон зай байг. f зураглал: U ® V-г шугаман if ба гэж нэрлэдэг.
Жишээ 8.1. Гурван хэмжээст орон зайн хувиргалт нь шугаман байна:
a) f(x 1, x 2, x 3) = (2x 1, x 1 – x 3, 0);
б) f(x 1, x 2, x 3) = (1, x 1 + x 2, x 3).
Шийдэл.
a) Бид f((x 1, x 2, x 3) + (y 1, y 2, y 3)) = f(x 1 + y 1, x 2 + y 2, x 3 + y 3) = байна.
= (2(x 1 + y 1), (x 1 + y 1) – (x 3 + y 3), 0) = (2x 1, x 1 – x 3, 0) + (2y 1, y 1 - y 3 , 0) =
F((x 1, x 2, x 3) + f(y 1, y 2, y 3));
f(l(x 1 , x 2 , x 3)) = f(lx 1 , lx 2 , lx 3) = (2lx 1 , lx 1 – lx 3 , 0) = l(2x 1 , x 1 – x 3) , 0) =
L f(x 1, x 2, x 3).
Тиймээс хувиргалт нь шугаман байна.
б) Бид f((x 1 , x 2 , x 3) + (y 1 , y 2 , y 3)) = f(x 1 + y 1 , x 2 + y 2 , x 3 + y 3) =
= (1, (x 1 + y 1) + (x 2 + y 2), x 3 + y 3);
f((x 1 , x 2 , x 3) + f(y 1 , y 2 , y 3)) = (1, x 1 + x 2 , x 3) + (1, y 1 + y 2 , y 3) ) =
= (2, (x 1 + y 1) + (x 2 + y 2), x 3 + y 3) ¹ f((x 1, x 2, x 3) + (y 1, y 2, y 3) ).
Тиймээс хувиргалт нь шугаман биш юм.
Шугаман зураглалын зураг f: U ® V нь U-аас векторуудын зургийн багц, өөрөөр хэлбэл
Im (f) = (f() ï О U). + … + a м1
Дасгал 8.1. Матрицаар өгөгдсөн f шугаман зураглалын зэрэглэл, согог, зургийн суурь, цөмийг ол:
a) A =; b) A =; в) A = 
.
Шугаман орон зайн тодорхойлолтын дагуу тэгэхээр Адэд орон зай байсан тул техник эдийн засгийн үндэслэлийг шалгах шаардлагатай Аүйл ажиллагаа:
1) : 
;
2) 
: 
;
мөн үйл ажиллагаа явагдаж байгаа эсэхийг шалгана уу Анайман аксиомд захирагддаг. Гэсэн хэдий ч сүүлийнх нь илүүдэл байх болно (эдгээр аксиомууд нь L-д багтдаг тул), i.e. дараах үнэн
Теорем. P ба талбар дээрх шугаман орон зайг L гэж үзье 
. Дараах шаардлагыг хангасан тохиолдолд А олонлог нь L-ийн дэд орон зай болно.
Мэдэгдэл.Хэрэв Л – n-хэмжээт шугаман орон зай ба Атүүний дэд орон зай, тэгвэл Ань мөн хязгаарлагдмал хэмжээст шугаман орон зай бөгөөд түүний хэмжээс нь хэтрэхгүй n.
П 
жишээ 1.
V 2 сегментийн векторуудын орон зайн дэд орон зай нь тус бүр нь 0x эсвэл 0y координатын тэнхлэгүүдийн аль нэг дээр байрлах бүх хавтгай векторуудын S олонлог мөн үү?
Шийдэл: Болъё 
, 
Тэгээд 
, 
. Дараа нь 
. Тиймээс S нь дэд орон зай биш юм 
.
Жишээ 2.Шугаман орон зайн шугаман дэд орон зай юм В 2 олон хавтгай сегментийн векторууд байдаг СЭхлэл ба төгсгөл нь өгөгдсөн шулуун дээр орших бүх хавтгай векторууд лэнэ онгоц?
Шийдэл.
Э 
sli вектор 
бодит тоогоор үржүүлнэ к, тэгвэл бид векторыг авна 
, мөн S. If-д харьяалагддаг 
Тэгээд 
нь S-ээс хоёр вектор байна 
(шулуун шугам дээр вектор нэмэх дүрмийн дагуу). Тиймээс S нь дэд орон зай юм 
.
Жишээ 3.Шугаман орон зайн шугаман дэд орон зай юм В 2 бөөн АТөгсгөл нь өгөгдсөн шулуун дээр байрлах бүх хавтгай векторууд л, (ямар нэгэн векторын гарал үүсэл нь координатын гарал үүсэлтэй давхцдаг гэж үзье)?
Р 
шийдвэр.
Шулуун шугам байгаа тохиолдолд лолонлог эх үүсвэрээр дамждаггүй Аорон зайн шугаман дэд орон зай В 2
биш, учир нь 
.
Шулуун шугам байгаа тохиолдолд л
гарал үүслээр дамждаг, тогтоосон Аорон зайн шугаман дэд орон зай юм В 2
,
учир нь 
мөн дурын векторыг үржүүлэх үед 
бодит тоо руу α
талбайгаас Рбид авдаг 
. Тиймээс олонлогт тавигдах шугаман зайны шаардлага Адууссан.
Жишээ 4.Векторуудын системийг өгье 
шугаман орон зайнаас Лталбай дээгүүр П. Бүх боломжит шугаман хослолуудын олонлог гэдгийг батал 
магадлал бүхий 
-аас Пдэд орон зай юм Л(энэ бол дэд орон зай Аэсвэл векторуудын системээр үүсгэгдсэн дэд орон зай гэж нэрлэдэг шугаман бүрхүүл Энэ вектор систем, мөн дараах байдлаар тэмдэглэнэ. 
эсвэл 
).
Шийдэл. Үнэн хэрэгтээ, оноос хойш, дараа нь ямар ч элементийн хувьд x,
y
Абидэнд байгаа: 
, 
, Хаана 
, 
. Дараа нь
Түүнээс хойш 
, Тийм учраас 
.
Теоремын хоёр дахь нөхцөл хангагдсан эсэхийг шалгацгаая. Хэрэв x-аас дурын вектор АТэгээд т-аас дурын дугаар П, Тэр . Учир нь 
Тэгээд 
,, Тэр 
, , Тийм учраас 
. Ийнхүү теоремын дагуу олонлог А– шугаман орон зайн дэд орон зай Л.
Хязгаарлагдмал хэмжээст шугаман орон зайн хувьд эсрэгээр нь бас үнэн.
Теорем.Аливаа дэд орон зай Ашугаман орон зай Лталбай дээгүүр 
нь зарим векторын системийн шугаман хүрээ юм.
Шугаман бүрхүүлийн суурь ба хэмжээсийг олох асуудлыг шийдвэрлэхдээ дараах теоремыг ашиглана.
Теорем.Шугаман бүрхүүлийн суурь 
вектор системийн суурьтай давхцдаг. Шугаман бүрхүүлийн хэмжээ нь векторын системийн зэрэгтэй давхцдаг.
Жишээ 4.Дэд орон зайн суурь ба хэмжээсийг ол 
шугаман орон зай Р 3
[
x]
, Хэрэв 
, 
, 
, 
.
Шийдэл. Векторууд ба тэдгээрийн координатын мөрүүд (баганууд) ижил шинж чанартай байдаг (шугаман хамаарлын хувьд). Матриц хийх А=
векторуудын координатын баганаас 
үндсэн дээр 
.
Матрицын зэрэглэлийг олцгооё А.
. М 3
=
. 
.
Тиймээс зэрэглэл r(А)=
3. Тэгэхээр векторын системийн зэрэглэл нь 3. Энэ нь S дэд орон зайн хэмжээс нь 3, суурь нь гурван вектороос бүрдэнэ гэсэн үг. 
(үндсэн бага ангиас хойш 
зөвхөн эдгээр векторуудын координатыг оруулсан болно).
Жишээ 5.Олонлог гэдгийг батал Харифметик орон зайн векторууд 
Эхний болон сүүлчийн координат нь 0 байх нь шугаман дэд орон зайг бүрдүүлнэ. Үүний үндэс ба хэмжээсийг ол.
Шийдэл. Болъё 
.
Дараа нь, ба . Тиймээс, 
ямар ч . Хэрэв 
, 
, Тэр . Ийнхүү шугаман дэд огторгуйн теоремын дагуу олонлог Хорон зайн шугаман дэд орон зай юм. Үндэслэлийг нь олъё Х. Дараах векторуудыг авч үзье Х: 
, 
, . Энэ векторын систем нь шугаман бие даасан байна. Нээрээ л байг.
1. Дэд орон зайг зөвшөөр Л = Л(А 1 , А 2 , …, ба м) , тэр бол Л- системийн шугаман бүрхүүл А 1 , А 2 , …, ба м; векторууд А 1 , А 2 , …, ба м– энэ дэд орон зайн генераторын систем. Дараа нь суурь Лнь векторуудын системийн үндэс юм А 1 , А 2 , …, ба м, өөрөөр хэлбэл генераторын системийн үндэс. Хэмжээ Лгенераторын системийн зэрэгтэй тэнцүү байна.
2. Дэд орон зайг зөвшөөр Лдэд орон зайн нийлбэр юм Л 1 ба Л 2. Дэд орон зай үүсгэх системийг нэгтгэснээр нийлбэрийн дэд орон зайг бий болгох системийг олж авах боломжтой бөгөөд үүний дараа нийлбэрийн үндэслэлийг олно. Хэмжээний хэмжээг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
бүдэг(Л 1 + Л 2) = бүдэг L 1 + бүдэг L 2 – бүдэг(Л 1 Ч Л 2).
3. Дэд орон зайн нийлбэрийг үзье Л 1 ба Л 2 нь шулуун, өөрөөр хэлбэл Л = Л 1 Å Л 2. Хаана Л 1 Ч Л 2 = {О) Мөн бүдэг(Л 1 Ч Л 2) = 0. Шууд нийлбэрийн суурь нь нөхцөлүүдийн суурийн нэгдэлтэй тэнцүү байна. Шууд нийлбэрийн хэмжээс нь нэр томъёоны хэмжээсийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
4. Дэд орон зай ба шугаман олон талт орон зайн чухал жишээг өгье.
Нэг төрлийн системийг авч үзье мшугаман тэгшитгэлүүд nүл мэдэгдэх. Олон шийдэл МЭнэ системийн 0 нь олонлогийн дэд олонлог юм Rnба векторуудыг нэмэх ба бодит тоогоор үржүүлэх үед хаагдана. Энэ нь олон байна гэсэн үг юм М 0 - орон зайн дэд орон зай Rn. Дэд орон зайн үндэс нь нэгэн төрлийн системийн шийдлүүдийн үндсэн багц бөгөөд дэд орон зайн хэмжээс нь системийн шийдлийн үндсэн багц дахь векторуудын тоотой тэнцүү байна.
Цөөн хэдэн Мнийтлэг системийн шийдлүүд мшугаман тэгшитгэлүүд nүл мэдэгдэх нь мөн олонлогийн дэд олонлог юм Rnолонлогийн нийлбэртэй тэнцүү байна М 0 ба вектор А, Хаана Ань анхны систем, багцын тодорхой шийдэл юм М 0 - энэ системийг дагалддаг шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн системийн шийдлүүдийн багц (энэ нь анхныхаас зөвхөн чөлөөт нөхцөлөөр ялгаатай),
М = А + М 0 = {А = м, м Î М 0 }.
Энэ нь олон гэсэн үг Морон зайн шугаман олон талт юм Rnшилжих вектортой Аболон чиглэл М 0 .
Жишээ 8.6.Шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн системээр тодорхойлсон дэд орон зайн суурь ба хэмжээсийг ол.
Шийдэл. Энэ системийн ерөнхий шийдэл болон түүний үндсэн шийдлүүдийг олцгооё. 
-тай 1 = (–21, 12, 1, 0, 0), -тай 2 = (12, –8, 0, 1, 0), -тай 3 = (11, –8, 0, 0, 1).
Дэд орон зайн суурь нь векторуудаар бүрддэг -тай 1 , -тай 2 , -тай 3, түүний хэмжээ нь гурван юм.
Ажлын төгсгөл -
Энэ сэдэв нь дараахь хэсэгт хамаарна.
Шугаман алгебр
Н.Некрасовын нэрэмжит Кострома улсын их сургууль..
Хэрэв танд энэ сэдвээр нэмэлт материал хэрэгтэй бол эсвэл хайж байсан зүйлээ олоогүй бол манай ажлын мэдээллийн санд байгаа хайлтыг ашиглахыг зөвлөж байна.
Хүлээн авсан материалыг бид юу хийх вэ:
Хэрэв энэ материал танд хэрэгтэй байсан бол та үүнийг нийгмийн сүлжээн дэх хуудсандаа хадгалах боломжтой.
| Жиргээ |
Энэ хэсгийн бүх сэдвүүд:
BBK 22.174ya73-5
M350 нэрэмжит KSU-ийн редакц, хэвлэлийн зөвлөлийн шийдвэрээр хэвлэгдсэн. Н.А.Некрасова Шүүмжлэгч А.В.Чередников
BBK 22.174ya73-5
ã T. N. Matytsina, E. K. Korzhevina 2013 ã KSU нэрэмжит. Н.А.Некрасова, 2013 он
Холбоо (эсвэл нийлбэр)
Тодорхойлолт 1.9.А ба В олонлогуудын нэгдэл нь эдгээр болон зөвхөн хамаарах элементүүдээс бүрдэх A È B олонлог юм.
Уулзвар (эсвэл бүтээгдэхүүн)
Тодорхойлолт 1.10. А ба В олонлогуудын огтлолцол нь зөвхөн ижил элементүүдээс бүрдэх A Ç B олонлог юм.
Ялгаа
Тодорхойлолт 1.11.А ба В олонлогуудын ялгаа нь А олонлогт хамаарах тэдгээр болон зөвхөн тэдгээр элементүүдээс бүрдэх А В олонлог юм.
Декарт бүтээгдэхүүн (эсвэл шууд бүтээгдэхүүн)
Тодорхойлолт 1.14. Захиалгат хос (эсвэл хос) (a, b) нь тодорхой дарааллаар авсан a, b хоёр элемент юм. Хос (a1
Багц үйлдлийн шинж чанарууд
Нэгдэл, огтлолцол, нөхөх үйлдлүүдийн шинж чанарыг заримдаа олонлогийн алгебрийн хууль гэж нэрлэдэг. Олонлог дээрх үйлдлүүдийн үндсэн шинж чанаруудыг жагсаацгаая. Бүх нийтийн U олонлогийг өгье
Математик индукцийн арга
Математикийн индукцийн аргыг томъёололд байгалийн параметр n оролцдог мэдэгдлийг батлахад ашигладаг. Математикийн индукцийн арга - математикийг батлах арга
Нарийн төвөгтэй тоо
Тоо гэдэг ойлголт бол хүн төрөлхтний соёлын гол ололтуудын нэг юм. Эхлээд N = (1, 2, 3, …, n, …) натурал тоонууд гарч ирээд, дараа нь Z = (…, –2, –1, 0, 1, 2, …), рационал Q бүхэл тоонууд гарч ирэв.
Комплекс тоонуудын геометрийн тайлбар
Шугаман тэгшитгэлийг нэг хувьсагчаар шийдэхтэй холбогдуулан сөрөг тоог нэвтрүүлсэн нь мэдэгдэж байна. Тодорхой даалгаваруудад сөрөг хариултыг чиглэлийн хэмжигдэхүүний утга гэж тайлбарласан (
Комплекс тооны тригонометрийн хэлбэр
Векторыг зөвхөн тэгш өнцөгт координатын систем дэх координатаар төдийгүй урт багаар зааж өгч болно
Тригонометрийн хэлбэрийн комплекс тоон дээрх үйлдлүүд
Комплекс тоогоор нэмэх хасах үйлдлийг алгебрийн хэлбэрээр, үржүүлэх, хуваах үйлдлийг тригонометр хэлбэрээр гүйцэтгэх нь илүү тохиромжтой. 1. Үржүүлэх.Хоёр k өгье
Экспоненциал
Хэрэв z = r(cosj + i×sinj) бол zn = rn(cos(nj) + i×sin(nj)), энд n Î
Комплекс тооны экспоненциал хэлбэр
Математик анализаас e =, e нь иррационал тоо гэдгийг мэддэг. Эйл
Харилцааны тухай ойлголт
Тодорхойлолт 2.1. A1, A2, …, An олонлог дээрх n-ary (эсвэл n-ary) P хамаарал нь дурын дэд олонлог юм.
Хоёртын харилцааны шинж чанарууд
Хоосон бус А олонлог дээр Р хоёртын хамаарлыг тодорхойлъё, өөрөөр хэлбэл P Í A2. Тодорхойлолт 2.9.Олонлог дээрх хоёртын P хамаарал
Эквивалент харьцаа
Тодорхойлолт 2.15. А олонлог дээрх хоёртын хамаарлыг рефлекс, тэгш хэмтэй, шилжилт хөдөлгөөнтэй байвал эквивалент харьцаа гэнэ. Харьцаатай тэнцэх
Функцүүд
Тодорхойлолт 2.20.Хоёртын хамаарал ƒ Í A ´ B нь ямар нэгэн x бол А олонлогоос В олонлог хүртэлх функц гэж нэрлэгддэг.
Ерөнхий ойлголтууд
Тодорхойлолт 3.1. Матриц нь m мөр, n багана агуулсан тэгш өнцөгт хэлбэртэй тооны хүснэгт юм. m ба n тоонуудыг дараалал гэж нэрлэдэг (эсвэл
Ижил төрлийн матрицуудыг нэмэх
Зөвхөн ижил төрлийн матрицуудыг нэмж болно. Тодорхойлолт 3.12. A = (aij) ба B = (bij) хоёр матрицын нийлбэр, энд i = 1,
Матриц нэмэх шинж чанарууд
1) шилжих чадвар: "A, B: A + B = B + A; 2) ассоциатив байдал: "A, B, C: (A + B) + C = A
Матрицыг тоогоор үржүүлэх
Тодорхойлолт 3.13. A = (aij) матрицын бодит k тоогоор үржвэрлэх нь C = (сij) матриц бөгөөд үүний хувьд
Матрицыг тоогоор үржүүлэх шинж чанарууд
1) " A: 1×A = A; 2) " α, β О R, " A: (αβ)×A = α×(β×A) = β×
Матрицын үржүүлэх
Хоёр матрицын үржүүлгийг тодорхойлъё; Үүний тулд зарим нэмэлт ойлголтуудыг нэвтрүүлэх шаардлагатай. Тодорхойлолт 3.14. А ба В матрицуудыг тууштай гэж нэрлэдэг
Матрицын үржүүлгийн шинж чанарууд
1) Матрицын үржүүлэх нь солигддоггүй: A×B ≠ B×A. Энэ өмчийг жишээгээр харуулж болно. Жишээ 3.6. A)
Матрицуудыг шилжүүлэх
Тодорхойлолт 3.16. Мөр бүрийг ижил тоотой баганаар сольж өгөгдсөнөөс олж авсан At матрицыг өгөгдсөн А матрицад шилжүүлсэн гэж нэрлэдэг.
Хоёр ба гуравдахь эрэмбийн матрицын тодорхойлогч
n эрэмбийн А квадрат матриц бүр нь тоотой холбоотой бөгөөд үүнийг энэ матрицын тодорхойлогч гэж нэрлэдэг. Тэмдэглэл: D, |A|, det A,
Тодорхойлолт 4.6.
1. n = 1-ийн хувьд А матриц нь нэг тооноос бүрдэнэ: |A| = a11. 2. (n – 1) эрэмбийн матрицын тодорхойлогчийг мэдэгдье. 3. Тодорхойлох
Тодорхойлогчдын шинж чанарууд
3-аас дээш эрэмбийн тодорхойлогчийг тооцоолохын тулд тодорхойлогчийн шинж чанар болон Лапласын теоремыг ашиглана. Теорем 4.1 (Лаплас). Квадрат матрицын тодорхойлогч
Тодорхойлогчдын практик тооцоо
Гурваас дээш эрэмбийн тодорхойлогчдыг тооцоолох нэг арга бол үүнийг багана эсвэл мөрөнд өргөжүүлэх явдал юм. Жишээ 4.4 Тодорхойлогч D =-г тооцоол
Матрицын зэрэглэлийн тухай ойлголт
А нь m ´ n хэмжээтэй матриц байг. Энэ матрицад 1 ≤ k ≤ min(m, n) байх k мөр, k баганыг дур мэдэн сонгоцгооё.
Насанд хүрээгүй хүүхдийг хиллэх аргыг ашиглан матрицын зэрэглэлийг олох
Матрицын зэрэглэлийг олох аргуудын нэг бол насанд хүрээгүй хүмүүсийг тоолох арга юм. Энэ арга нь матрицын зэрэглэлийг тодорхойлоход суурилдаг. Аргын мөн чанар нь дараах байдалтай байна. Хэрэв дор хаяж нэг элемент байвал ма
Элементар хувиргалтыг ашиглан матрицын зэрэглэлийг олох
Матрицын зэрэглэлийг олох өөр аргыг авч үзье. Тодорхойлолт 5.4. Дараах хувиргалтыг матрицын элементар хувиргалт гэнэ: 1. үржүүлэх
Урвуу матрицын тухай ойлголт, түүнийг олох аргууд
А квадрат матрицыг өгье.Тодорхойлолт 5.7. Хэрэв A×A–1 бол A–1 матрицыг А матрицын урвуу гэж нэрлэдэг
Урвуу матрицыг олох алгоритм
Өгөгдсөн нэгийн урвуу матрицыг алгебрийн нэмэлтийг ашиглан олох аргуудын нэгийг авч үзье. А квадрат матрицыг өгье 1. |А| матрицын тодорхойлогчийг ол. ЕХ
Эсрэг хувиргалтуудыг ашиглан урвуу матрицыг олох
Энгийн хувиргалтуудыг ашиглан урвуу матрицыг олох өөр аргыг авч үзье. Шаардлагатай ойлголт, теоремуудыг томъёолъё. Тодорхойлолт 5.11.Матриц Нэрээр нь
Крамер арга
Тэгшитгэлийн тоо нь үл мэдэгдэх тоотой тэнцүү, өөрөөр хэлбэл m = n, систем нь дараах хэлбэртэй байх шугаман тэгшитгэлийн системийг авч үзье.
Урвуу матрицын арга
Урвуу матрицын аргыг тэгшитгэлийн тоо нь үл мэдэгдэх тоотой тэнцүү, үндсэн матрицын тодорхойлогч нь тэгтэй тэнцүү биш шугаман тэгшитгэлийн системд хамаарна. Системийн тэмдэглэгээний матриц хэлбэр
Гауссын арга
Шугаман тэгшитгэлийн дурын системийг шийдвэрлэхэд тохиромжтой энэ аргыг тайлбарлахын тулд зарим шинэ ойлголт хэрэгтэй. Тодорхойлолт 6.7. 0× хэлбэрийн тэгшитгэл
Гауссын аргын тодорхойлолт
Гауссын арга - үл мэдэгдэх зүйлийг дараалан арилгах арга нь энгийн хувиргалтуудын тусламжтайгаар анхны системийг алхам алхмаар эсвэл t-тэй тэнцүү систем болгон бууруулсан явдал юм.
Шугаман тэгшитгэлийн системийг судлах
Шугаман тэгшитгэлийн системийг судлах гэдэг нь системийг шийдэхгүйгээр систем тогтвортой байна уу, үгүй юу, хэрэв тууштай байвал хэдэн шийдэлтэй вэ гэсэн асуултад хариулна гэсэн үг юм. Үүнд хариу бичнэ үү
Шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн систем
Тодорхойлолт 6.11.Чөлөөт гишүүд нь тэгтэй тэнцүү бол шугаман тэгшитгэлийн системийг нэгэн төрлийн гэнэ. m шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн систем
Шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн системийн шийдлийн шинж чанарууд
1. Хэрэв a = (a1, a2, …, an) вектор нь нэгэн төрлийн системийн шийдэл бол k×a = (k×a1, k&t) вектор болно.
Шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн системийн шийдлүүдийн үндсэн багц
Шугаман тэгшитгэлийн нэгэн төрлийн (4) системийн шийдүүдийн багцыг M0 гэж үзье. Тодорхойлолт 6.12. c1, c2, ..., c векторууд
Векторын системийн шугаман хамаарал ба бие даасан байдал
a1, a2, …, аm нь ихэвчлэн векторуудын систем гэж нэрлэгддэг m n хэмжээст векторуудын олонлог, k1 байг.
Векторын системийн шугаман хамаарлын шинж чанарууд
1) Тэг вектор агуулсан векторуудын систем нь шугаман хамааралтай. 2) Векторуудын систем нь түүний дэд системүүдийн аль нэг нь шугаман хамааралтай бол шугаман хамааралтай байна. Үр дагавар. Хэрэв си
Нэгж вектор систем
Тодорхойлолт 7.13. Rn орон зай дахь нэгж векторуудын систем нь e1, e2, …, en векторуудын систем юм
Шугаман хамаарлын тухай хоёр теорем
Теорем 7.1. Хэрэв илүү том векторын системийг жижиг системээр дамжуулан шугаман илэрхийлдэг бол том систем нь шугаман хамааралтай болно. Энэ теоремыг илүү дэлгэрэнгүй томъёолъё: a1 байг
Вектор системийн суурь ба зэрэглэл
S нь Rn зай дахь векторуудын систем байг; Энэ нь төгсгөлтэй эсвэл хязгааргүй байж болно. S" нь S, S" Ì S системийн дэд систем юм. Хоёрыг өгье
Вектор системийн зэрэглэл
Векторын системийн зэрэглэлийн хоёр ижил төстэй тодорхойлолтыг өгье. Тодорхойлолт 7.16. Векторын системийн зэрэглэл нь энэ системийн аль ч суурь дахь векторуудын тоо юм.
Векторын системийн зэрэглэл, суурийг практикт тодорхойлох
Энэхүү векторуудын системээс бид векторуудыг энэ матрицын эгнээ болгон байрлуулж, матрицыг бүрдүүлдэг. Бид энэ матрицын эгнээний үндсэн хувиргалтуудыг ашиглан матрицыг эшелон хэлбэрт оруулдаг. At
Дурын талбар дээрх вектор орон зайн тодорхойлолт
P нь дурын талбар байг. Бидний мэддэг талбаруудын жишээ бол рационал, бодит, комплекс тоонуудын талбар юм. Тодорхойлолт 8.1. V багцыг дуудаж байна
Вектор орон зайн хамгийн энгийн шинж чанарууд
1) o – талбар дээрх дурын вектор орон зайд өвөрмөц тодорхойлогдсон тэг вектор (элемент). 2) Аливаа a О V векторын хувьд өвөрмөц байдаг
Дэд орон зай. Шугаман олон талт
V нь вектор орон зай, L М V (L нь V-ийн дэд олонлог). Тодорхойлолт 8.2. Про векторын L дэд олонлог
Дэд орон зайн огтлолцол ба нийлбэр
V нь P, L1, L2 талбар дээрх дэд орон зайн вектор орон зай гэж үзье. Тодорхойлолт 8.3. Дэд хүсэлтийг давснаар
Шугаман олон талт
V нь вектор орон зай, L дэд орон зай, V зайнаас дурын вектор байг.Тодорхойлолт 8.6 Шугаман олон талт орон зай.
Хязгаарлагдмал хэмжээст вектор орон зай
Тодорхойлолт 8.7.V вектор орон зай нь n вектороос тогтсон шугаман бие даасан векторын системийг агуулж байвал n-хэмжээт орон зай гэнэ.
Хязгаарлагдмал хэмжээст вектор орон зайн үндэс
V нь P талбар дээрх хязгаарлагдмал хэмжээст вектор орон зай, S нь векторуудын систем (хязгааргүй эсвэл хязгааргүй). Тодорхойлолт 8.10. Системийн үндэс нь С
Өгөгдсөн суурьтай харьцуулахад вектор координатууд
n хэмжээст хязгаарлагдмал хэмжээст V вектор орон зайг авч үзье, e1, e2, …, en векторууд нь түүний суурийг бүрдүүлнэ. Бүтээгдэхүүн болцгооё
Төрөл бүрийн суурь дахь вектор координатууд
E1, e2, …, en – хуучин суурь, e"1, e гэсэн хоёр суурь өгөгдсөн n хэмжээст вектор орон зайг V гэж үзье.
Евклидийн вектор орон зай
Бодит тоонуудын талбар дээр V вектор орон зай өгөгдсөн. Энэ орон зай нь n хэмжээст хязгаарлагдмал хэмжээст вектор орон зай эсвэл хязгааргүй хэмжээст байж болно.
Координат дахь цэгийн бүтээгдэхүүн
n хэмжээст V Евклидийн вектор орон зайд e1, e2, …, en суурь өгөгдсөн. x ба y векторуудыг вектор болгон задалдаг
Метрийн ойлголтууд
Евклидийн вектор орон зайд танилцуулсан скаляр үржвэрээс бид векторын норм ба вектор хоорондын өнцөг гэсэн ойлголтууд руу шилжиж болно. Тодорхойлолт 8.16. Норма (
Нормативын шинж чанарууд
1) ||а|| = 0 Û a = o. 2) ||ла|| = |l|×||a||, учир нь ||la|| =
Евклидийн вектор орон зайн ортонормаль суурь
Тодорхойлолт 8.21. Евклидийн вектор орон зайн суурь векторууд нь хосоор ортогональ, өөрөөр хэлбэл a1 бол a бол суурь векторыг ортогональ гэнэ.
Ортогоналчлалын үйл явц
Теорем 8.12. n хэмжээст Евклидийн орон зай бүрт ортонормаль суурь байдаг. Баталгаа. a1, a2 гэж үзье
Ортонормаль суурьтай цэгийн бүтээгдэхүүн
Евклидийн V орон зайн e1, e2, …, en ортонормаль суурь өгөгдсөн. i-ийн хувьд (ei, ej) = 0 байна.
Дэд орон зайн ортогональ нэмэлт
V нь Евклидийн вектор орон зай, L нь дэд орон зай. Тодорхойлолт 8.23. Хэрэв вектор бол a векторыг L дэд орон зайд ортогональ гэнэ
Векторын координат ба түүний зургийн координат хоорондын хамаарал
V орон зайд j шугаман оператор өгөгдсөн бөгөөд түүний M(j) матриц нь e1, e2, …, en-д ямар нэгэн үндэслэлээр олддог. Үүнийг үндэс болгоё
Үүнтэй төстэй матрицууд
Дурын P талбарын элементүүдтэй n дарааллын квадрат матрицын Рn´n олонлогийг авч үзье. Энэ олонлог дээр бид хамаарлыг танилцуулъя.
Матрицын ижил төстэй байдлын харилцааны шинж чанарууд
1. Рефлекс чадвар. Аливаа матриц нь өөртэйгөө төстэй, өөрөөр хэлбэл A ~ A. 2. Тэгш хэм. Хэрэв А матриц В-тэй төстэй бол В нь А-тай төстэй, i.e.
Өвөрмөц векторуудын шинж чанарууд
1. Хувийн вектор бүр зөвхөн нэг хувийн утгад хамаарна. Баталгаа. x нь хоёр хувийн утгатай хувийн вектор байг
Матрицын шинж чанарын олон гишүүнт
A О Рn´n (эсвэл A О Rn´n) матриц өгөгдсөн. Тодорхойлох
Матриц нь диагональ матрицтай төстэй байх нөхцөл
А-г квадрат матриц болгоё. Энэ нь ямар нэгэн үндэслэлээр тодорхойлогдсон шугаман операторын матриц гэж бид таамаглаж болно. Өөр нэг үндэслэлээр шугаман операторын матриц байдаг нь мэдэгдэж байна
Жордан хэвийн хэлбэр
Тодорхойлолт 10.5. l0 тоотой холбоотой k зэрэглэлийн Жорданы нүд нь k эрэмбийн матриц бөгөөд 1 ≤ k ≤ n,
Матрицыг Жордан (хэвийн) хэлбэрт оруулах
Теорем 10.3. Иорданы хэвийн хэлбэрийг үндсэн диагональ дээр Йордан эсүүдийн байрлалын дараалал хүртэлх матрицын хувьд өвөрмөц байдлаар тодорхойлдог. гэх мэт
Хоёр шугаман хэлбэрүүд
Тодорхойлолт 11.1. Хоёр шугаман хэлбэр нь функц (газрын зураг) f: V ´ V ® R (эсвэл C), V нь дурын вектор юм.
Хоёр шугаман хэлбэрийн шинж чанарууд
Аливаа хоёр шугаман хэлбэрийг тэгш хэмтэй ба хазайлттай тэгш хэмийн нийлбэр хэлбэрээр илэрхийлж болно. Сонгосон суурьтай e1, e2, …, en вектороор
Шинэ суурь руу шилжих үед хоёр шугаман хэлбэрийн матрицыг өөрчлөх. Хоёр шугаман хэлбэрийн зэрэглэл
Хоёр суурь e = (e1, e2, …, en) ба f = (f1, f2,
Квадрат хэлбэрүүд
A(x, y) нь вектор орон зайд тодорхойлогдсон тэгш хэмт хоёр шугаман хэлбэр байг V. Тодорхойлолт 11.6.Квадрат хэлбэр
Квадрат хэлбэрийг каноник хэлбэрт оруулах
Квадрат хэлбэр өгөгдсөн (2) A(x, x) = , энд x = (x1
Квадрат хэлбэрийн инерцийн хууль
Квадрат хэлбэрийн тэгээс бусад каноник коэффициентүүдийн тоо нь түүний зэрэгтэй тэнцүү бөгөөд A(x) хэлбэрийг ашиглан доройтдоггүй хувиргалтыг сонгохоос хамаардаггүй нь тогтоогдсон.
Квадрат хэлбэрийн тэмдгийн зайлшгүй ба хангалттай нөхцөл
Мэдэгдэл 11.1. V n хэмжээст вектор орон зайд тодорхойлсон квадрат хэлбэр A(x, x) нь тэмдэгт тодорхой байхын тулд дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай.
Хагас ээлжлэн квадрат хэлбэрийн зайлшгүй ба хангалттай нөхцөл
Мэдэгдэл 11.3. V n хэмжээст вектор орон зайд тодорхойлогдсон квадрат хэлбэр A(x, x) нь бараг тэмдэг ээлжлэн солигдохын тулд (өөрөөр хэлбэл,
Квадрат хэлбэрийн тодорхой тэмдгийн Сильвестерийн шалгуур
e = (e1, e2, …, en) суурь дахь A(x, x) хэлбэрийг A(e) = (aij) матрицаар тодорхойлъё.
Дүгнэлт
Шугаман алгебр бол ямар ч дээд математикийн хөтөлбөрийн зайлшгүй хэсэг юм. Бусад аль ч хэсэгт энэ хичээлийг заах явцад бий болсон мэдлэг, ур чадвар, ур чадвар байгаа эсэхийг таамаглаж байна
Ном зүй
Бурмистрова Е.Б., Лобанов С.Г. Аналитик геометрийн элементүүдтэй шугаман алгебр. – М.: HSE хэвлэлийн газар, 2007. Беклемишев Д.В. Аналитик геометр ба шугаман алгебрийн курс.
Шугаман алгебр
Сургалт, арга зүйн гарын авлага Редактор, засварлагч Г.Д.Неганова Компьютерийн шивэгч Т.Н.Матыцина, Е.К.Коржевина.
