30574

Линейные пространства. Определение, примеры, простейшие свойства. Единственность нейтрального, единственность противоположного элемента. Линейная зависимость. Координаты векторов и их связь при переходе к другому базису

Доклад

Математика и математический анализ

Для каждого вектора существует единственный противоположный вектор. Нулевой вектор 0 равен произведению произвольного вектора х на число 0. Действительно пусть существует два таких вектора – 01 и 02. Для каждого вектора существует единственный противоположный вектор.

Русский

2013-08-24

46.5 KB

11 чел.

Линейные пространства. Определение, примеры, простейшие свойства. Единственность нейтрального, единственность противоположного элемента. Линейная зависимость. Координаты векторов и их связь при переходе к другому базису.

Доска

Аксиомы:

  1.  α (x + y) = αx + αy
  2.  (α + β) x = αx + βx
  3.  α(βx) = (αβ)x
  4.  1x = x

Теорема 1. Существует единственный нулевой (нейтральный по сложению) вектор.

01 + 02 = 01

01 + 02 = 02

Отсюда  01 = 02

Теорема 2. Для каждого вектора существует единственный противоположный вектор.

x + a + y = (x + a) + y = y

x + a + y = x + (a + y) = x

Отсюда x = y

Теорема 3. Нулевой вектор 0 равен произведению произвольного вектора х на число 0.

пусть y = -x

Тогда 0x = 0x + x + y = 0x + 1x + y = (0 + 1)x + y = 1x + y = x + y = 0

Базис

Пусть {ei} - базис, x – вектор, x = и x = .

= 0.

Отсюда все = 0

Выступление

Линейное пространство.

Пусть есть L – коммутативная группа относительно сложения и P – некоторое поле.

Пусть есть закон, который для α из P и x из L сопоставляет αx из L.

Тогда L называется линейным пространством над полем P, если выполнены 4 аксиомы

Примеры.

  1.  Множество векторов на плоскости (операции определяются как в аналитической геометрии).
  2.  Арифметическое линейное пространство Rn (с почленным сложением и умножением на число).
  3.  Множество полиномов степени, не превышающей некоторое число n (с обычными операциями).

Теорема 1.

Существует единственный нулевой (нейтральный по сложению) вектор.

Действительно, пусть существует два таких вектора – 01 и 02. Тогда с одной стороны, 01 + 02 = 01, с другой – 01 + 02 = 02, отсюда 01 = 02.

Теорема 2.

Для каждого вектора существует единственный противоположный вектор.

Действительно, пусть a + x = x + a = 0 и a + y = y + a = 0.

С одной стороны, x + a + y = (x + a) + y = y. С другой стороны, x + a + y = x + (a + y) = x.

Отсюда x = y.

Теорема 3.

Нулевой вектор 0 равен произведению произвольного вектора х на число 0.

Действительно, пусть y = -x. Тогда 0x = 0x + x + y = 0x + 1x + y = (0 + 1)x + y = 1x + y = x + y = 0.

Рассмотрим множество векторов {xi} из L.

Их линейная комбинация – сумма , где αi – произвольные числа.

Линейная комбинация называется тривиальной, если все коэффициенты в ней равны нулю.

Множество векторов называется линейно зависимым, если некоторая их нетривиальная линейная комбинация равна нулевому вектору.

Множество векторов называется линейно независимым, если только их тривиальная линейная комбинация равна нулевому вектору.

Множество векторов линейно зависимо тогда и только тогда, когда один из них линейно выражается через остальные.

Базис – линейно независимое множество векторов, такое что любой вектор пространства является их линейной комбинацией.

Коэффициенты в линейном разложении вектора по базису называются координатами вектора в базисе.

Координаты вектора в базисе определяются единственным образом. Действительно, пусть {ei} – базис, x – вектор, x = и x = . Вычитая одно равенство из другого, получаем 0 = . Отсюда все = 0, т. к. вектора базиса линейно независимы.

Пусть {ai} и {bi} – базисы. Матрица перехода от базиса {ai} к {bi} базису – матрица T, в i-м столбце которой записаны координаты bi в базисе {ai}.

Пусть { β i} – координаты вектора x в базисе {bi}. Тогда x = . Отсюда αj =- координаты x в базисе {ai}.

В матричном виде: α = . (Здесь α и β – вектора-столбцы).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23784. Отрицание высказываний о существовании 90 KB
  – Какими ещё бывают высказывания Высказывания о существовании. – Чем отличаются высказывания о существовании от высказываний общих В высказываниях о существовании условие выполняется хотя бы для одного элемента множества. 7; 8; 6; 5; 42; 43; Индивидуальное задание: – Постройте отрицание высказывания: Некоторые обыкновенные дроби больше единицы. Возможен ответ: Неверно что некоторые обыкновенные дроби больше единицы – Для какого высказывания вы строили отрицание Для высказывания о существовании.
23786. Высказывания. Общие утверждения 95 KB
  Номера заданий из которых предлагается осуществлять отбор заданий для урока Урок № Урок 21 20 Урок 22 21 К № 213–220 № 232 П № 221– 224 № 235 – 238 225 242 Д п.2 № 246 247 249 С № 231 № 250 Уроки 23−24 22−23. Номера заданий из которых предлагается осуществлять отбор заданий для урока Урок № Урок 23 22 Урок 24 23 К № 252 – 255 № 256 – 258 П № 259 261 – 264 270 № 260 265 – 269 278 1 Д п.
23787. Решение уравнений с модулями 108 KB
  Мотивация к учебной деятельности Цель: 1 включение учащихся в учебную деятельность; 2 организовать определение типа урока; 3 организовать деятельность учащихся по установке тематических рамок: уравнения; 4 создать условия для возникновения у ученика внутренней потребности включения в учебную деятельность. Самостоятельная деятельность по известной норме и организация учебного затруднения Цель: 1 организовать самостоятельное воспроизведение способов действий достаточных для построения нового способа действий; 2 зафиксировать...
23788. Умножение и деление десятичных дробей на 10, 100, 1000 и т.д. 101.5 KB
  Основные цели: 1 формировать способность выводить правила на примере правила умножения и деления десятичных дробей на 10 100 1000 тренировать умение применять новое знание на практике точно и последовательно выстраивать рассуждения переходя от частного к общему оценивать собственную деятельность на уроке; 2 сформировать умение умножать и делить десятичные дроби на 10 100 1000 и т. Демонстрационный материал: 1 план работы по теме: ДРОБИ ОБЫКНОВЕННЫЕ ДЕСЯТИЧНЫЕ ЗАПИСЬ ЗАПИСЬ ПЕРЕВОД СРАВНЕНИЕ СРАВНЕНИЕ СЛОЖЕНИЕ И...
23789. Умножение и деление десятичных дробей на 10, 100, 1000 и т.д. 2.69 MB
  Мотивация к учебной деятельности Цель: 1 включение учащихся в учебную деятельность; 2 организовать деятельность учащихся по установке тематических рамок: действия с десятичными дробями. Цель: 1 организовать актуализацию изученных способов действий достаточных для построения нового знания: запись и чтение десятичных дробей представление десятичных дробей в виде обыкновенных дробей критерий перевода обыкновенных дробей в десятичные дроби построение моделей умножение и деление дробей и смешанных чисел на натуральные числа; 2...
23790. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 561.5 KB
  Целью данного курсового проекта является исследование поведения управляемой динамической системы, описанной системой дифференциальных уравнений. На основе исходных данных мы находим равновесное состояние системы, вид линеаризованной системы
23791. Разработки и внедрения стандартов второго поколения – повышение качества образования 317 KB
  Кроме того при прохождении учащимися описанных шагов технологии деятельностного метода обеспечивается системный тренинг полного перечня деятельностных способностей выделенных на основе анализа Онтосхемы мира деятельности. Реализация технологии деятельностного метода в практическом преподавании обеспечивается следующей системой дидактических принципов: 1 Принцип деятельности заключается в том что ученик получая знания не в готовом виде а добывая их сам осознает при этом содержание и формы своей учебной деятельности понимает и...
23792. Тяговые расчеты 354.5 KB
  Целью тяговых расчетов является изучение сил, действующих на поезд, законов его движения, методов определения скоростей движения, времени хода и других показателей, влияющих на оценку и выбор проектного решения.