矩陣論筆記(一) 線性空間與線性變換

2021-10-03 00:06:40 字數 1635 閱讀 4389

1.集合與對映

本節首先介紹了**集合、數域、對映**的一些概念,其中數域是包含0、1,且對加減乘除法封閉的數集。所以顯然偶數集、整數集不是數域,有理數域、實數域、複數域是數域,且任何數域都包含有理數域。

2.線性空間及性質

定義1.1: 講述了線性空間的定義,在v中定義加法、數乘,如果對這兩個運算封閉、且滿足加法的4個條件(結合律、交換律、存在0元素、存在負元素)和數乘的4個條件(數因子分配律、結合律、分配律、乘1等於本身),則稱v是k的線性空間。

定理1.1:v的零元素、負元素是唯一的

定義線性無關:如果存在不全為0的一組數,使得這些向量的加權和=0,則稱這些向量線性無關。

定義1.2: 定義了基的概念,滿足兩個條件:線性無關,v的任意元素均可由基線性表示。

定義1.4:定義x在一組基下的座標表示,且表示是唯一的

3.基變換與座標變換

線性空間v的兩組基之間可以相互轉換,座標也可以相互轉換。

4.線性子空間

定義1.5:定義了線性子空間,若v1是v的子集,且v1對加法、數乘封閉,則v1是v的子集

生成子空間:v的一組向量的加權求和構成的空間是由這組向量生成的子空間。可證明這個空間滿足1.5的定義。

定義1.6:對於乙個矩陣來說,它的列向量張成的子空間記為a的值域,列向量線性無關的個數就是矩陣a的秩。a的值域可以寫成上個生成子空間的形式ax。

定義1.7:滿足ax=0的集合是a的零空間

結論:矩陣的秩+零度=a的列向量個數

定理1.3:子空間的基可以擴充為v的一組基。

5.子空間的交與和

定理1.4:兩個子空間的交也是v的子空間

定理1.5:兩個子空間的和也是v的子空間

定理1.6(維數公式):v1的維數 + v2的維數 = (v1+v2)的維數 + (v1交v2)的維數

矩陣論筆記(一) 線性空間

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線性空間與線性變換

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