矩阵分析L1 线性空间基础

一.线性空间

1.定义

线性空间满足八条运算法则:一交换二结合分配三元(零元:相加后原式不变;负元:两个空间中的向量相加为 o;单位元:有一个数乘运算最后结果也不变)
注意,零元不一定就为0,也有可能为1或其他数,而零元取值的正确性直接关系到负元的取值

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2.例子

  • 多项式的加法和数乘
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函数的加法

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二.线性相关性

1.定义

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2.性质

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3.极大无关组

极大无关组体现在三个性质:1.无关性 2.表示性 3.极大
而有极大无关组可以引申出基向量的概念

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三.空间的基和维数

注意,基对于无关组是包含关系,而一般选取标准正交基(彼此正交,模长度为1)度量线性空间,因为这种情况下,空间中的向量可以直观地用一组坐标表示出来。
但是,有些时候我们需要在两个不同基下的空间中进行变换,这时就需要基变换

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四.基变换与坐标变换

1.过渡矩阵

五.子空间和维数定理

1.性质

子空间:设W是V空间的一部分,如果任意W中的向量,两两相加的合向量任在W中并且,对于数乘运算,数乘后的向量向量仍然属于W空间,那么W就叫做V的子空间,这种性质叫做子空间的封闭性

2.例子

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3.分类

注意:行向量空间和列向量空间的维数是A的秩,因为A的秩相当于是求其极大线性无关组中向量的个数
零空间表示的是其解空间,而解应该是由基础解系来表示的,也就是n-R个

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5.运算

直和与和的唯一区别在于V1与V2交集是否为空,如果没有相交,那么可以叫做直和,而补空间的概念由直和得到
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6.维数定理

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