- •Введение
- •Определители, матрицы. Системы линейных уравнений
- •2. Линейные пространства.
- •Решение систем линейных уравнений
- •3. Подпространства, образованные решениями линейной однородной системы (лос) уравнений. Нахождение общего решения лос
- •4. Линейные преобразования и действия Над ними
- •5. Собственные значения и собственые векторы матрицы
- •6. Приведение квадратичной формы к каноническому виду
- •7. Векторы и действия над ними
- •8. Плоскость и прямая в пространстве
- •9. Кривые второго порядка на плоскости
- •10. Приведение общего уравнения кривой второго порядка к каноническому виду
- •11. Исследование общего уравнения кривой. Поверхности второго порядка.
- •12. Комплексные числа. Теорема
- •И ее предел.
- •13. Функция. Предел функции
- •14. Применение эквивалентных бесконечно малых к вычислению пределов
- •15. Производная функции и ее вычисление
- •16. Дифференциал функции. Применение дифференциала
- •17. Неопределенный интеграл
- •18. Определенный интеграл
- •19. Несобственные интегралы
- •20. Приложения определённого интеграла
- •2) Вычисление объёмов тел по известным поперечным сечениям
- •21. Функции нескольких переменных Основные теоретические сведения
- •22. Частные производные первого порядка. Полный дифференциал функции и его применение к приближенным вычислениям
- •1) Случай одной независимой переменной.
- •23. Производные и дифференциалы высших порядков
- •1) Случай одной независимой переменной.
- •2) Случай нескольких независимых переменных.
- •24. Формула Тейлора для функции двух переменных
- •25. Экстремум функции нескольких независимых переменных
- •26. Условный экстремум. Наибольшее и наименьшее значения функции в замкнутой области
- •27. Дифференциальные уравнения
- •28. Система линейных дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами
- •29. ЧиСлоВые ряды
- •30. Функциональные ряды
- •31. Тригонометрические ряды Фурье
- •32. Интеграл Фурье
- •33. Двойной интеграл
- •34. Тройные интегралы
- •35. Криволинейные интегралы
- •36. Поверхностные интегралы
- •Поверхностные интегралы второго рода
- •Так же получены формулы:
- •37. Теория поля
- •Скалярные поля
- •Формула Остроградского на плоскости
- •Циркуляция вектора вдоль контура не зависит от выбора координатной системы.
- •38. Оператор Гамильтона
- •Дифференциальные операции второго порядка
- •39. Функция комплексного переменного
- •40. Дифференцирование функций комплексного переменного, условия коши — римана
- •41. Интегрирование функций комплексного переменного
- •42. Ряд лорана
- •43. Преобразование Лапласа
- •44. Задача коши для обыкновенных линейных дифференциальных уравнений
- •Заключение
- •Библиографический список
- •35. Криволинейные интегралы ……………………………….302
- •394026 Воронеж, Московский просп.,14
2. Линейные пространства.
Определение линейного пространства
Любая
упорядоченная система
из
действительных чисел представляет
собой n
– мерный вектор.
который можно записывать как в виде
вектора-строки
так и в виде вектора-столбца
.
Числа
называются координатами вектора
,
а число
(количество координат) – его размерностью.
Два
– мерных вектора
и
равны:
,
если
их одноименные координаты равны:
"i
= 1, 2, …, n.
Векторы одинаковой размерности можно
складывать и вычитать
по правилу:
умножать вектор
на число α
:
.
Эти операции над векторами обладают следующими свойствами:
а) коммутативным (переместительным)
;
б) ассоциативным (сочетательным)
;
в) дистрибутивным (распределительным)
;
.
Эти свойства позволяют производить над векторами различ-
ные преобразования (раскрытие скобок, группировка членов и т.п.).
Разложение векторов по базису
Известно,
что множество всех векторов образует
линейное пространство ( для векторов,
элементов этого пространства определены
операции: сложение и умножение на число.
Количество координат вектора определяет
размерность пространства. Доказано,
что всякий вектор
n-мерного
линейного пространства можно единственным
образом представить в виде линейной
комбинации векторов, образующих базис,
, где
– базис (в некоторых задачах иногда не
будет ставится знак вектора над базисными
векторами, но понимать надо, что они
всегда являются векторами).
Базис – это совокупность n линейно независимых векторов n-мерного пространства Rn.
Заметим, что в n-мерном линейном пространстве существует бесконечно много различных базисов из n векторов. В следующих двух заданиях при решении задач надо уметь устанавливать линейную независимость или линейную зависимость векторов, и убедиться, что векторы, по которым требуется разложить данный вектор, образуют базис.
Пример
.
Написать разложение вектора
по векторам
,
,
.
Дано: =(-9,5,5), =(4,1,1), =(2,0,-3), =(-1,2,1).
Требуется
найти коэффициенты в разложении
Решение: Убедимся, что векторы , , образуют базис
в
пространстве R3.
Если они линейно независимы, тогда
R3
можно представить в виде линейной
комбинации этих векторов.
а)
Рассмотрим
в координатной форме:
+
+
=
.
Получим
,
т.к. определитель этой линейной однородной системы:
.
Однородная система имеет единственное нулевое решение
.
Следовательно, , , – линейно независимы и образуют базис в R3.
б) Запишем разложение вектора по этому базису
имеем:
+
+
=
Векторное уравнение равносильно трем скалярным уравнениям:
Эта
линейная неоднородная система (ЛНС)
уравнений, у которой Δ =29
0,
имеет единственное решение, которое
находится по правилу Крамера:
,
,
Вычисляем дополнительные определители
.
Следовательно,
,
,
.
Ответ:
В базисе
,
,
имеем
разложение
.
