Линейная алгебра и аналитическая геометрия 线性代数与解析几何
Чайковский Дмитрий Александрович, Шаров Александр Николаевич, Мычка Евгений Юрьевич, Любавин Алексей Сергеевич 柴可夫斯基·德米特里·亚历山德罗维奇,沙罗夫·亚历山大·尼古拉耶维奇,梅奇卡·叶夫根尼·尤里耶维奇,柳巴温·阿列克谢·谢尔盖耶维奇
Совместный университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне факультет BMK 深圳北理莫斯科大学 BMK 系 02.2025-06.2025
Линейное пространство над произвольным полем 任意域上的线性空间
Линейное пространство над полемPP- это непустое множествоVV, на котором определены 域 PP 上的线性空间是一个非空集合 VV ,其上定义了
внутренний закон композиции:V xx V rarr VV \times V \rightarrow V(сложение ‘+’); 内部合成法则: V xx V rarr VV \times V \rightarrow V (加法‘+’);
внешний закон композиции:P xx V rarr VP \times V \rightarrow V(умножение на число изP^(')P{ }^{\prime}, '); 外部合成法则: P xx V rarr VP \times V \rightarrow V (与 P^(')P{ }^{\prime} 中元素的数乘‘·’);
которые удовлетворяют следующим аксиомам: 这些运算满足以下公理:
a+b=b+aa+b=b+a;
(a+b)+c=a+(b+c)(a+b)+c=a+(b+c);
EE theta in V:a+theta=theta+a=a\exists \theta \in V: a+\theta=\theta+a=a;
AA a in V EE(-a)in V:a+(-a)=(-a)+a=theta\forall a \in V \exists(-a) \in V: a+(-a)=(-a)+a=\theta;
alpha(a+b)=alpha a+alpha b\alpha(a+b)=\alpha a+\alpha b, для любыхa,b,c in V,quad alpha,beta in Pa, b, c \in V, \quad \alpha, \beta \in P. alpha(a+b)=alpha a+alpha b\alpha(a+b)=\alpha a+\alpha b ,对于任意 a,b,c in V,quad alpha,beta in Pa, b, c \in V, \quad \alpha, \beta \in P 。
Линейное пространство над произвольным полем 任意域上的线性空间
ПодмножествоLLлинейного пространстваVVназывается линейным подпространством, если оно является линейным пространством относительно тех же законов композиции вVV. 线性空间 VV 的子集 LL 若关于 VV 中相同的合成法则仍构成线性空间,则称其为线性子空间。
ПустьVV- линейное пространство над полемPP.Произвольные векторыe_(1),dots,e_(n)in Ve_{1}, \ldots, e_{n} \in V- это система векторов. 设 VV 是域 PP 上的线性空间,任意向量 e_(1),dots,e_(n)in Ve_{1}, \ldots, e_{n} \in V 构成一个向量系。 Для любыхalpha_(1),dots,alpha_(n)in Px=alpha_(1)e_(1)+dots+alpha_(n)e_(n)-\alpha_{1}, \ldots, \alpha_{n} \in P x=\alpha_{1} e_{1}+\ldots+\alpha_{n} e_{n}-линейная комбинация векторовe_(1),dots,e_(n);alpha_(1),dots,alpha_(n)e_{1}, \ldots, e_{n} ; \alpha_{1}, \ldots, \alpha_{n}- коэффициенты линейной комбинации. 对于任意 alpha_(1),dots,alpha_(n)in Px=alpha_(1)e_(1)+dots+alpha_(n)e_(n)-\alpha_{1}, \ldots, \alpha_{n} \in P x=\alpha_{1} e_{1}+\ldots+\alpha_{n} e_{n}- ,向量 e_(1),dots,e_(n);alpha_(1),dots,alpha_(n)e_{1}, \ldots, e_{n} ; \alpha_{1}, \ldots, \alpha_{n} 的线性组合系数称为该线性组合的系数。
Конечная система векторовv_(1),dots,v_(k)v_{1}, \ldots, v_{k}линейного пространстваVVназывается линейно зависимой, если 线性空间 VV 中的向量系 v_(1),dots,v_(k)v_{1}, \ldots, v_{k} 若满足
В противном случае система векторов называется линейно независимой. 否则该向量系统被称为线性无关。 Теорема.Система векторовv_(1),dots,v_(n)v_{1}, \ldots, v_{n}линейно зависима<=>\Leftrightarrow 定理。向量系统 v_(1),dots,v_(n)v_{1}, \ldots, v_{n} 线性相关 <=>\Leftrightarrow
EEi^(**)= bar(1,n):v_(i^(**))=sum_(j!=i^(**))alpha_(j)v_(j)," для некоторых "alpha_(j)in P". "\exists i^{*}=\overline{1, n}: v_{i^{*}}=\sum_{j \neq i^{*}} \alpha_{j} v_{j}, \text { для некоторых } \alpha_{j} \in P \text {. }
Линейное пространство над произвольным полем 任意域上的线性空间
Базис пространстваVV- это упорядоченная система векторовe_(1),dots,e_(n)e_{1}, \ldots, e_{n}, которая линейно независима и порождаетVV, то есть 空间 VV 的基是一组有序向量 e_(1),dots,e_(n)e_{1}, \ldots, e_{n} ,这组向量线性无关且能生成 VV ,即
AA v in V EEalpha_(1),dots,alpha_(n)in P:alpha_(1)e_(1)+dots+alpha_(n)e_(n)=v\forall v \in V \exists \alpha_{1}, \ldots, \alpha_{n} \in P: \alpha_{1} e_{1}+\ldots+\alpha_{n} e_{n}=v
Теорема.Любые два базиса линейного пространства состоят из одинакового числа векторов. 定理:任意两个线性空间的基都由相同数量的向量组成。
Число векторов базиса линейного пространства - это размерность пространстваVV. 线性空间基中向量的数量称为空间 VV 的维数。