線性代數的本質(2)線性組合 張成的空間和基

2021-08-20 18:37:20 字數 1206 閱讀 6326

數學需要的不是天賦,而是少量的自由想象,但相信太過自由又會陷入瘋狂。-----a.k.羅傑斯 

1.在xy座標系中,有兩個非常特別的向量,乙個指向正右方,長度為1,通常被稱為「i帽」或者x方向的單位向量,另乙個指向正上方,長度為1,通常被稱為「j帽」或者y方向的單位向量。

2.現在相信向量(3,-2)的x座標是乙個標量,它將i帽拉伸為原來的3倍,y座標也是乙個標量,它將j帽反向並拉伸為原來的2倍。從這個角度去看,這個向量實際上是兩個經過縮放的向量的和。

3.「縮放向量並且相加」這一概念至關重要。被縮放的兩個向量i帽和j帽也有特殊的名稱。它們合起來被稱為座標系的基。這就是再說,當你把座標看作標量時,基向量實際上就是這些標量所縮放的物件。

4.我們根據這兩個特殊的基向量構建座標系時,我們完全可以選擇不同的基向量,獲得乙個完全合理的座標系,所以每當我們用數字描述向量時,它都依賴於我們正在使用的基。

5.兩個向量標量乘法之和的結果被稱為這兩個向量的線性組合。

6.為什麼成為線性呢?如果固定其中乙個標量,讓另乙個標量自由變化,所產生的向量的重點會描述出一條直線。

7.如果你讓兩個標量同時自由變化,考慮所有可能得到的向量,有兩種可能,大部分情況下,對於一對初始向量,你能到達平面中的每乙個點。但是也有糟糕的情況,當兩個初始向量恰好共線時,所產生的向量的重點被限制在一條過原點的直線上。實際上還有第三種可能,兩個向量都是零向量,那就乖乖呆在原點。

8.所有可以表示為定向量線性組合的向量集合,被稱為給定向量張成的空間。

9.對於大部分二維向量來說,它們張成的空間是所有二維向量的集合,但當共線時,它們張成的空間就是終點落在一條直線上的向量的額集合。

1.想象將所有二維向量填滿平面時,你會覺得非常擁擠,為了對付這種情況,通常我們就用向量的重點代表該向量,而像以往一樣,它的起點仍舊位於原點。

2.單個向量看作箭頭,多個向量看作點。

1.舉個例子,在三維空間中取兩個指向不同方向的向量,他們張成的空間是什麼呢?這兩個向量張成的空間就是他們所有可能的線性組合,也就是縮放再相加之後所有可能得到的向量。

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