(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

A 线性表示

<1> 定义1(线性表示)
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<2> 定义2(线性相关)
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<3> 定义3(线性无关)
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

注:

  • {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}线性无关的充要条件是(证明向量线性无关的主要方法):
    x1α1+x2α2+...+xnαn=0x_1\alpha_1+x_2\alpha_2+...+x_n\alpha_n=0 《==》 x1=x2=...=xn=0x_1=x_2=...=x_n=0

  • {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}线性相关的充要条件是:
    {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}中某向量能被其余的向量线性表示;

  • 单个零向量线性相关,单个非零向量线性无关

  • {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}线性无关,则其部分向量组成的向量组也是线性无关;

  • 若向量组 {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}中部分向量组成的向量组 {α1,α2...αin}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_{i_n}\}线性相关,则原向量组 {α1,α2...αn}\{\alpha_1,\alpha_2...\alpha_n\}也线性相关。
    <4> 例题:
    (二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

B 基与维数

<1> 定义4
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

  • 这个向量组线性无关,
  • VV中任何向量能被它线性表示。
    <2> 例题:
    (二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵
    由基的定义,{1}\{1\}为线性空间C\mathbb{C}的一组线性无关的向量组,且 对于任意βC\beta\in\mathbb{C} 存在一组数 xFx=βx\in F,x=\beta,使得 β=1x\beta=1*x ,故1{1}C\mathbb{C}的基。

C 向量的坐标

<1> 定理1
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<2>例题:
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<3>例题
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<4> 例题
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

基不唯一

<5> 线性同构(运算线性结构不变)
(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

D 过渡矩阵

<1> 过渡矩阵

(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<2> 过渡矩阵性质

(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

<3>性质证明

(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵
<4>例题求过渡矩阵:

(二)【矩阵论】(线性表示及基与坐标)线性表示|基与维数|向量的坐标|过渡矩阵

B1B2基B_1中各向量在B_2下的坐标为过渡矩阵的列向量