22924

ЛЕМА ПРО ДВІ СИСТЕМИ

Доклад

Математика и математический анализ

bk дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно визначається через другу систему. Якщо m k то перша система лінійно залежна. Нехай а1 а2 аm і b1 b2 bk дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно виражається через другу систему. Якщо перша система лінійно незалежна то m≤k.

Украинкский

2013-08-04

37.5 KB

0 чел.

ЛЕМА ПРО ДВІ СИСТЕМИ.

Лема (1 формулювання). Нехай а1, а2, …., аm і b1, b2. …., bk – дві системи векторів, кожен вектор першої системи лінійно визначається через другу систему. Якщо m>k, то перша система лінійно залежна.

Лема (2 формулювання). Нехай  а1, а2, …, аm, і b1, b2, …, bk – дві системи векторів, кожен вектор першої системи лінійно виражається через другу систему. Якщо перша система лінійно незалежна, то mk.

Доведення. Доведемо лему в 1-му формулюванні індукцією за  числом  k векторів в другій системі.

Нехай спочатку k=1, тобто друга система складається з одного вектора b1. Всі вектори першої системи а1, а2, …,am лінійно виражаються через b1. За умовою вважаємо, що m>1, отже  а11b1, а22b1, …, аmmb1. Якщо серед коефіцієнтів α1, α2, …, αm є нульовий, то до першої системи входить θ, а  тому вона лінійно залежна. Припускаємо, що αj≠0, j=. Оскільки m>1, беремо два вектори a1=α1b1, a2=α2b1. Звідси

Лінійна комбінація нетривіальна, тому система векторів а1, а2 лінійно залежна. Звідси вся перша система лінійно залежна.

Припустимо тепер, що твердження леми виконується, якщо друга система складається з не більш ніж k-1 векторів, і нехай друга система складається з k векторів, всі вектори першої системи лінійно виражаються через другу і m>k. Тоді

a1=α11b112b2+…+α1,k-1bk-1+α1kbk

a2=α21b122b2+…+α2,k-1bk-1 +α2kbk

……………………………………

am-1=αm-1,1b1m-1,2b2+…+αm-1,k-1bk-1m-1,kbk

am=Αm1b1m2b2+…+αm,k-1bk-1mkbk

Розглянемо систему коефіцієнтів α1k, α2k, …,αm-1,k, αmk. Якщо всі ці коефіцієнти рівні нулю, то всі вектори системи а1, а2, …, аm-1, ам лінійно виражаються через b1, b2, .., bk-1. Тоді, оскільки m>k>k-1, перша система лінійно залежна за припущенням індукції. Тому вважаємо, що серед коефіцієнтів α1k, α2k, …,αm-1,k, αmk є принаймні один ненульовий. Не втрачаючи загальності міркувань, можна покласти, що αmk≠0 (інакше можна перенумерувати вектори в першій системі). Перетворимо першу систему таким чином, щоб виключити вектор bk з усіх лінійних комбінацій,  крім останньої. Для цього від вектора а1 віднімемо , далі від а2 віднімемо , нарешті, продовжуючи цей процес, від am-1 віднімемо вектор .Одержимо

a1-=α11 b1+ α12 b2+…+ α1,k-1 bk-1=d1

a2-=α21 b1+ α22 b2+…+ α2,k-1bk-1=d2

…………………………………………………….

am-1-= αm-1,1 b1+ αm-1,2 b2+…+ αm-1,k-1 bk-1= dm-1

Ситема векторів d1, d2, …,dm-1 лінійно виражається через систему b1, b2, .., bk-1. При цьому, оскільки m>k, то m-1>k-1. За припущенням індукції система векторів d1, d2, …,dm-1 лінійно залежна. За означенням, існує нетривіальна лінійна комбінація

γ1d1+γ2d2+…+γm-1dm-1=θ

Комбінація нетривіальна, тому γj≠0 для деякого значення індексу j (1≤jm-1). Отже,

aбо

γ1a1+ γ2a2+… γm-1am-1+ γmam=θ,  де

Лінійна комбінація нетривіальна, оскільки γj≠0. Тому перша система лінійно залежна. Лему доведено.

Основний зміст леми такий: лінійно незалежна система векторів  не може лінійно виражатись через систему з меншим числом векторів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5431. Изучение кодеков ИКМ 203.5 KB
  Изучение кодеков ИКМ Цель работы Изучить процессы квантования и кодирования речевых сигналов в цифровых системах передачи. Задание на лабораторную работу Задание по теоретической части Изучить процедуры линейного и нелинейног...
5432. Термодинаміка. Виникнення термодинаміки 61 KB
  Термодинаміка Виникнення термодинаміки Теплові явища відрізняються від механічних і електромагнітних тем, що закони теплових явищ необоротні (тобто теплові процеси самі йдуть лише в одному напрямку) і що теплові процеси здійснюються лише в макрос...
5433. Проектирование СТО по кузовному ремонту автомобилей в советском АО 467.5 KB
  Данный проект предназначен для предприятия, занимающегося оказанием услуг по кузовному ремонту и покраске автомобилей. Так как бизнес план составляется для нового предприятия, то лучшим вариантом будет создание предприятия малого бизнеса, зан...
5434. Первая помощь при травмах и ранениях нижней конечности 351.61 KB
  Первая помощь при травмах и ранениях нижней конечности. Вступление. Анатомические особенности нижней конечности. Признаки травм и переломов нижней конечности. Принципы оказания первой помощи при ранениях нижней конечности...
5435. Радянська Україна в 20х 30 х рр. Західноукраїнські землі у 20х 30 х рр. 48.5 KB
  Радянська Україна в 20х 30 х рр. Західноукраїнські землі у 20х 30 х рр. Місце України у Версальсько-Вашингтонській системі (самостійне вивчення). Національно-державне будівництво. Соціально-економічне та політичне становище. Політика...
5436. Україна у другій світовій війні 75 KB
  Україна у другій світовій війні Німецький окупаційний режим в Україні в 1941-1944pp. (самостійне вивчення). Фашисти на плановій основі вивозили до Німеччини харчі, сировину, промислову продукцію і навіть чорнозем. Будь який непослух або пору...
5437. Україна в повоєнний період 1945-1953 рр 58 KB
  Україна в повоєнний період 1945-1953 рр. Економічне і політичне становище України після ІІ Світової війни. Загострення політичної боротьби у Західних областях України Десталінізація Нові методи управління народним господарством Шестидес...
5438. Суспільно-політичні та соціально-економічні процеси в україні в середині 50-х – першій половині 60хх рр 67 KB
  Суспільно-політичні та соціально-економічні процеси в україні в середині 50-х – першій половині 60хх рр. Україна в другій половині 60 х  - 80 х рр. 1. Зростання кризових явищ у політичному житті. 2.Дисидентський рух в Україні. 3.Криза у соціаль...
5439. Україна в умовах проголошення та утвердження державної незалежності 66 KB
  Україна в умовах проголошення та утвердження державної незалежності. Серпневі події 1991р. у Москві, їх спрямованість і наслідки. Акт проголошення Незалежності України. Державотворчі процеси в Україні в умовах незалежності. Прийняття Кон...