1. 线性空间:V是非空集合,,x,y,z….是其中的向量;k,l,m…是数域K上的数,如果V满足以下8个条件,则成V为线性空间:
加法运算:当x,y属于V时,x+y也属于V,即封闭性
(1)结合律:x+(y+z)=(x+y)+z;
(2)交换律:x+y=y+x;
(3)存在零元素0,使得x+0=x;
(4)存在负元素x+y=0,即x+(-x)=0;
数乘运算:x属于V,k为数域K中的数,则xk也属于V,
(5)数因子分配律:k(x+y)=kx+ky;
(6)分配律:(k+l)x=kx+lx;
(7)结合律:k(lx)=(kl)x;
(8)1x=x;
注意:线性空间有唯一的零元素,且每个元素有唯一的负元素。
2. 线性无关:c1x1+c2x2+c3x3+……+cmxm=0;其中cn为数,xn为向量。如果cn不全为0,则xn线性相关,否则xn线性无关。线性无关的向量个数即为空间的维数。
3. 线性空间的基与坐标:V中任意向量x都可以由x1,x2,x3……xr线性组合,且xn线性无关,则x1,x2,x3…xr为V的基。基不唯一。
基相当于坐标系,如直角坐标系的x,y。
如果线性空间中的向量x=c1x1+c2x2+c3x3+……cnxn,则称cn为x在该坐标系下的坐标。类似于直角坐标系下的点(1,2),(2,3)等。
4.基变换
新基y1,y2,y3,……yn与旧基x1,x2,x3,…..xn之间有有如下关系
(y1,y2,y3,…,yn)=(x1,x2,x3,…,xn)C
其中C=(c11,c12,c13,…,c1n;c21,c22,c23,…,c2n;…;cn1,cn2,cn3,…,cnn);即过渡矩阵。
5. 坐标变换
新基yn下的坐标etan和旧基xn下的坐标ksin有如下关系: