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线性空间

时间:2022-10-25 23:44:05浏览次数:77  
标签:... bold 矩阵 空间 线性相关 线性 向量

参考资料:
《线性代数》第三章
https://www.acwing.com/video/2274/
《进阶指南》

定义

  • 称 \((a_1,a_2,...,a_k)\) 为 \(k\) 维向量 \(\bold{a}\),其中 \(a_i \in \R\) 称为 \(k\) 维实向量。每个维度之间没有关系。

  • 若干个同维数向量的组合称为向量组。向量组可以是无限的。

  • 向量的线性运算包括数乘和加减运算,具有所有运算律。

  • 若存在向量 \(\bold{b}\) 可以由向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 通过线性运算表示出来,则称 \(\bold{b}\) 能被 \(\bold{a}\) 线性表出。

  • 对于向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\),所有能被它表出的向量构成一个向量线性空间,它称为 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 的子空间。\(\bold{a_1,a_2,...}\) 称为该空间的生成子集。

  • 若向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 中任意元素都可以被向量组 \(\bold{b_1,b_2,...}\) 表出,那么显然向量组 \(\bold{b_1,b_2,...}\) 中任何元素也可以被向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 表出。称它们等价。

  • 若向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 满足对于非全零的 \(k_1,k_2,...\) 使得 \(\sum \bold{a_i} k_i = \bold{0}\) 成立,那么称 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 线性相关。否则称 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 线性无关。

    • 与之等价的定义:对于任意的 \(i\),有 \(\bold{a_i}\) 可以被向量组 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 中其他的向量构成的向量组表出,则称 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 线性相关。否则,一定不存在 \(i\) 满足该结论,称 \(\bold{a_1,a_2,...}\) 线性无关。
  • 一个向量组 \(\bold{a}\) 的极大线性无关组的定义:从 \(\bold{a}\) 中可以找到若干个向量组成新的向量组 \(\bold{a'}\),并且 \(\bold{a'}\) 满足:

    • 其线性无关。
    • 将任何一个除 \(\bold{a'}\) 中元素之外的向量加入该组,该组均变得线性相关。
  • 我们将向量组看成一个按行分块的矩阵,那么进行任意次矩阵的线性变换之后,该矩阵表示的向量组均与原向量组等价。

    • 对于线性相关的定义,非全零的 \(k_1,k_2,...\) 使得 \(\sum \bold{a_i} k_i = \bold{0}\) 成立,也即线性方程组 \(\sum \bold{a_i} k_i = \bold{0}\) 有非全零解。该线性方程组的增广矩阵

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From: https://www.cnblogs.com/Zeardoe/p/16826829.html

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