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0. 尽管我们在大多数情况下我们以Rn作为向量空间的研究对象,但实际上有很多非Rn形式的向量空间。
例如,最高次幂为n的多项式空间。
1. mxn矩阵A的零空间是Rn的子空间;同样,m个方程n个未知数的齐次线性方程组的解的集合也是Rn的子空间。
NulA的生成集中向量的个数等于方程Ax=0中自由变量的个数。
当且仅当Ax=0仅有平凡解,NulA={0}。
当且仅当x|->Ax是一对一的,NulA={0}。
2. mxn矩阵A的列空间是A的列的线性组合组成的集合,ColA是Rm的子空间。
当且仅当Ax=b对每一个b都有一个解,ColA=Rm
当且仅当x|->Ax将Rn映上到Rm,ColA=Rm
3. 向量空间V->W的线性变换T将V中每个向量x映射成W中唯一向量T(x)
线性变换T的核(即零空间)是V中所有满足T(u)=0的向量u的集合
T的值域(即列空间)是W中所有具有形式T(x)的向量的集合
4. 矩阵的行初等变换不影响矩阵列的线性相关关系(想象方程组的求解过程)
5. 矩阵A的主元列构成ColA的一个基
与矩阵A等价的阶梯矩阵的非零行构成RowA的一个基
若两个矩阵行等价,它们有相同的行空间
6. 如果一个一般意义上的向量空间(不一定是Rx)的基包含n个向量,那么该向量空间中的某个向量可以用相对于该基的坐标操作,这样就使得操作V像操作Rn一样方便。
例如,n次多项式向量空间的一个基是{t0, t1, ..., tn}
向量y=a0+a1t+...+antn相对于该基的坐标是Rn+1中的向量:
[a0 a1 ... an]T
7. 对Rn中的一个基B={b1,b2, ..., bn},若令PB=[b1 b2 ... bn]
那么:x=PB[x]B
[x]B=PB-1x
8. 若向量空间V的一个基是B={b1,b2, ..., bn},那么x|->[x]B是由V映上到Rn的一对一的线性变换。
9. 若B和C都是向量空间V的基,假定基中的向量个数为n,则存在一个nxn矩阵PC<-B使得:
[x]C=PC<-B[x]B
其中PC<-B是基B中向量的C-坐标向量:
PC<-B=[ [b1]c ... [bn]c ]
该矩阵称为由B到C的坐标变换矩阵。自然,
[x]B=PC<-B-1[x]C
如上所述,PC<-B是基B中向量的C-坐标向量,所以可以按下式求PC<-B:
[c1...cn | b1...bn] ~ [ I | PC<-B ]
10. 一个具有非负分量且各分量数值相加等于1的向量称为概率向量;随机矩阵是各列均为概率向量的方阵。
对一个nxn的正规随机矩阵P,存在稳态向量(也是概率向量)q使得Pq=q