向量空间-向量基、坐标转换

  1. 基:
    V V V 是向量空间,若 V V V 中有 r 个向量 α 1 , α 2 , . . . , α r \alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_r α1,α2,...,αr 满足:1)线性无关;2) V V V 中任意向量均可由 α 1 , α 2 , . . . , α r \alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_r α1,α2,...,αr 线性表示,
    则称向量组 α 1 , α 2 , . . . , α r \alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_r α1,α2,...,αr 是 r 维向量空间 V V V 的一个基,r 为向量空间 V V V 的维数,并称 V V V 为r维向量空间
  2. 坐标:
    α 1 , α 2 , . . . , α r \alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_r α1,α2,...,αr 是 r 维向量空间 V V V 的一个基,则 V V V 中任一向量 ξ \xi ξ 都可由这个基唯一地线性表示:
    ξ = x 1 α 1 + x 2 α 2 + . . . + x r α r \xi=x_1\alpha_1+x_2\alpha_2+...+x_r\alpha_r ξ=x1α1+x2α2+...+xrαr
    称有序数组 x 1 , x 2 , . . . , x r x_1, x_2, ..., x_r x1,x2,...,xr 为向量 ξ \xi ξ 在基 α 1 , α 2 , . . . , α r \alpha_1, \alpha_2, ..., \alpha_r α1,α2,...,αr 下的坐标
  3. 过渡矩阵
    V V V 的两个基 η 1 , η 2 , . . . , η n \eta_1, \eta_2, ..., \eta_n η1,η2,...,ηn ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n \xi_1, \xi_2, ..., \xi_n ξ1,ξ2,...,ξn,若
    [ η 1 , η 2 , . . . , η n ] = [ ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n ] C [\eta_1, \eta_2, ..., \eta_n]=[\xi_1, \xi_2, ..., \xi_n]C [η1,η2,...,ηn]=[ξ1,ξ2,...,ξn]C
    则称 C C C 为由基 ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n \xi_1, \xi_2, ..., \xi_n ξ1,ξ2,...,ξn 到基 η 1 , η 2 , . . . , η n \eta_1, \eta_2, ..., \eta_n η1,η2,...,ηn 的过渡矩阵
  4. 坐标变换
    α = [ ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n ] x = [ η 1 , η 2 , . . . , η n ] y = [ ξ 1 , ξ 2 , . . . , ξ n ] C y \alpha=[\xi_1, \xi_2, ..., \xi_n]x=[\eta_1, \eta_2, ..., \eta_n]y=[\xi_1, \xi_2, ..., \xi_n]Cy α=[ξ1,ξ2,...,ξn]x=[η1,η2,...,ηn]y=[ξ1,ξ2,...,ξn]Cy
    其中 x = C y x=Cy x=Cy 称为坐标变换公式

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