線性空間與線性變換

2021-10-19 19:56:19 字數 1544 閱讀 8343

1.1線性空間(廣義的概念)

如何證明乙個向量集合是線性空間?

1.首先問下什麼是線性空間?

2.如何表示該集合中的全部向量?

知識點1

首先我們需要知道什麼是空間?空間其實就是向量的集合,而什麼是線性空間呢?

定義了線性運算的非空集合。

線性運算指的是加法和數乘在非空集合v封閉。

定義1.1:數域:乙個對和、差、積、商運算都封閉的複數的非空集合p稱為數域。

定義1.2:設v是乙個非空的集合(矩陣、向量、多項式),如果在v中定義二元運算(加法)

v 中任意兩個元素α,β經過這個運算結果仍是v中的乙個元素,這個元素稱為α與β的和,記α + β。

在數域p與v之間定義乙個運算叫作數量乘法,即對於p中的任意數k與v中的任意乙個元素α,經過這一運算的結果仍然是v的乙個元素,稱為k與α的數量乘積,記kα。

如果上述運算滿足八律,則稱v為數域p上的線性空間。v中的元素也稱為向量(廣義的概念)。

1.加法交換律 2.加法結合律 3.0元 4.負元

5.1元 6.數乘結合律 7.分配率 8.分配率

1.非空集合v

2.數域p

3.加法和數乘運算

4。8條運算

四個要素有乙個要素發生變化,為不同的線性空間

向量空間 矩陣空間 多項式空間

知識點2

有了線性空間的概念,接下來面臨的問題就是如何表述乙個線性空間。

線性空間中的元素(元素很多),不可能通過列舉法將每個元素列舉出來,具有不可實現性。

通過線性空間中的基和座標,通過這些基和座標我們就可以表示出線性空間中所有的向量。線性空間中的基底是不唯一的。

由於線性空間的基底是不唯一的,對於同乙個元素在不同基底下座標肯定是不同的。

當知道線性空間基底與基底之間的關係,就可以知道座標與座標的關係

知識點3

有時候,我們只對線性空間的子空間感興趣。

線性子空間

p[x]裡拿出一部分多項式p[x]n,也是乙個線性空間。

矩陣空間拿出所有的對稱矩陣,也是乙個線性空間。

1.2線性變換

1.什麼叫做線性變換?

2.線性變換的表現形式?

3.對於給定的線性變換,能否找到一組基底使得線性變換的矩陣是乙個對角矩陣?

4.不同基下線性變換對應的矩陣的關係為b=p-1ap 怎樣找到矩陣p,將矩陣a變換到對角陣b?

5.並不是每乙個矩陣都能相似對角化的,相似對角化的條件是矩陣a存在n個線性無關的特徵向量,條件會不會太嚴格,所以得降低要求,使得矩陣b的形式為jordan標準型的形式。

1.3歐式空間和酉空間

歐式空間和酉空間是兩個特殊的線性空間,線性空間的基礎上新增一下性質,得到特殊的線性空間,在該空間中的向量運算可以表示模和方向。

1.線性空間只能滿足向量的一些線性運算,對於求取向量的模和方向怎麼表示?

參考部落格:1.

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