Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Азначэнне лінейнай прасторы. Уласцівасці лінейнай прасторы.Содержание книги
Поиск на нашем сайте Азначэнне лінейнай прасторы. Уласцівасці лінейнай прасторы. Азн1:Няхай V,P ≠Ø.Будзем казаць,што вызначана множанне элементау з V на элементы з P з значэннямі у V, калі кожнай упарадкаванай пары (α,a) αє P, aєV пастаулены у адпаведнасць адзіны элемент з V, αaєV. Азн2:Няхай V≠Ø, P-поле. V наз. лінейнай або вектарнай пр-рай над полем P, калі на V вызначаны аперацыі складання і множання элементау з V на элементы з P з значэннем у V, і калі выконваюцца наступныя аксіёмы: 1) у дачыненні да складання V- абелева група 2) "a,b є V, "α,βє P, α(a+b)= αa+ αb, (α+ β)a= αa+ βa 3) "a є V, "α,β є P, (αβ)a=α(βa) 4) "a є V, 1*a=a, дзе 1- адзінка поля P. V-абелева група у дачыненні да складання: на V вызн. аперацыя складання і выконваюцца наступн. аксіёмы: 1)"a,b,c є V (a+b)+c=a+(b+c) 2) $ŌєV "aєV Ō+a=a 3) "aєV $a1єV a1 +a=0 4) "a,bєV a+b=b+a Элементы з V будзем называць вектарамі і абазначаць a,b,c….x,y,z, а элементы з P-скалярамі і абазначаць α,β…., Ō -нуль з V,0-нуль з P. Прыклады1) V3-лінейная прастора над R 3) P[x]- лінейная прастора над R Уласцівасці 1. У лін. прасторы V над полем P а)існуе адзіны Ō б) "aєV $! процілеглы a1єV в) "a,bєV раунанне х+а=b мае адзіны развязак у V: х= b+(-а)= b-а – розніца(рознасць) b і а. Доказ: а) Дапусцім што існуе два нулявых вектара у V,маем Ō + Ō’= Ō’(Ō-нульV), Ō + Ō’= Ō(Ō’-нульV),значыць Ō = Ō’. б) Дапусцім aєV,а1,а2-прцілеглыя да а (a1+a)+ a2= Ō + a2= a2 a1+(a+ a2)= Ō +a1=a1,маем a1=a2 Процілеглы элемент да а – (-а) в) х+а = b(*).Дапусцім c-развязак нашага раунання(*) c=b+(-a),(b+(-a))+a=b+(-a)+a=b+Ō=b. Няхай с1 –развязак(*).с1 +а=b,(с1+а)+(-а)= b+(-а), с1 +(а+(-а))=с1+ Ō= с1 2. "a,b єV, "α,β єP, α(a-b)= αa-αb і (α-β)a= αa-βa Доказ: (α-β)a+ βа=((α-β)+β)а= αa,маем (α-β)а= αa-βа 3. Калі αa=Ō,↔ α=0 або a=Ō Доказ:0= α- α, (α- α)a= αa- αa=Ō, α *Ō= α(a-a)= αa- αa=Ō. Няхай αa= Ō. Дапусцім α≠0. Тады $ α-1єР α-1(αa)= α-1* Ō= Ō (α-1 α)а=1*а=а 4. "a є V, "α є P,(- α) a= α(-a)= -αa Доказ: (- α) a+ αa=(- α+ α) a=0* a=Ō (- α) a= -αa Азн.1: Æ≠UÌ V над Р наз.падпрасторай л.п. V,калi U-л.пр. у дачыненнi да аперацыяу, вызначаных у V Тэаэрэма 1: Æ≠UÌV- л.пр. над Р зяуляецца падпрасторай л.пр. V калі і калі: 1) "a,b є U а+b єU 2) "a єU "α єP αa єU Доказ. (Неабх.) Няхай U-падпраст.V Паводле азн. U з’яул. пр-рай і зн. на U вызн. апер.+ i *на элементы з P, і зн. выконв. умовы 1,2. (Даст): няхай Æ≠U, якое задав. (1,2), зн. на U вызн. апер. + i * на элементы з P. Праверым што выконв. астатн. Аксіёмы: Æ≠U $a0 єU. Тады паводле умовы 2) 0*а= Ō єU; "a єU паводле 2) (-1)а єU Аналаг. усе аст. аксiёма, таму што U падмн. V. Вынiк. U≠Æ зяул падпрасторай л.п. V калi і толькі калі 1)"a,b є U "α, βєP αa+ βb є U Доказ: (Неабх.) Няхай U лін. Падпр-раV "a,b є U "α, βєP, αa, βb є U αa+ βb є U (2) з тэарэмы) (Даст.) Æ≠UÌ V, U задавальняе умове выніку "a,b є U "α, βєP αa+ βb є U, α=β=1→1), β=0→2). Прыклады: 1. V Ìl V, (Ō) Ìl V Азн.:НяхайÆ≠M Ì V-л.пр. над Р {α1a1 + α2a2+…+ αкaк│ aіє M, αієP, і=1,к, кє Ν }=L(M) наз лiн абалонкай мн-ва М.
Базіс лінейнай прасторы. Памернасць.Каардынаты вектарау Азн.1 Сістэма вектароў В-лін.праст. V над Р,наз. базісам лін.прасторы V,калі В –лін.незалежн.і V лін.выражаецца праз В. Азн.2 Лін. прастора, у якой існуе канцоўны базіс назыв. канцамернай (пр-ра якая складаецца толькі з Ō таксама наз. канцамернай), у адвар.выпадку – бесканцамернай. Тэар.1 Калі лін.праст.мае канцамерны базіс з n-вектараў,тады кожны базіс гэтай прасторы і мае n-вектараў. Доказ: Няхайа1,а2, …, аn (1) –базіс лін. пр-ры V над Р. З т-мы Штэйніца вынікае што адвольн. лін. сіс-ма з V мае менш ці роуна за n вектараў. Таму кожны базіс V канцоуны. З таго што адвольн. 2 базісы эквівалентныя паводле выніку 2 т-мы Штэйніца атрымаем што яны маюць адвольн. колькасць вектарау. Азн.3 Калі лін. прастора, у якой існуе канцоуны базіс з n вектараў,наз. n-мернай, а n наз. памернасцю гэтай пр-ры.Пр-ра якая складаецца толькі з Ō наз. Ō-мернай. Памернасць абазначаюць n=dim V. Прыклады: 1) V3, некампланарныя вектары з’яўляюцца базісам. dim V3=3; 2) V3, некалінеарныя вектары з’яўляюцца базісам. dim V2=2; 3) V1, свабодных вектараў, паралельных фіксаванай прамой, з’яўляецца базісам. dim V1=1; Каардынаты вектару. Няхай V-n-мерная л.п. над P; v1,v2,…vn-базiс V (1)." аÎV a=a1v1+a2v2+…+anvn; aіÎP,i= Сцвердж.: каардынаты вектара у фiксаваным базiсе вызначаны адназначна. Доказ: a=a1v1+a2v2+…+anvn =b1v1+b2v2+…+bnvn, aі,biÎP,i= (a1-b1) v1+(a2-b2) v1+…+(an-bn)vn = Ō=>л.н.=> aі-bі =0,i=
… -каардынатны слупок а у базісе (1) an Заувага Усе уласцівасці аперацый з м-цамі над R застаюцца сапрауднымі і для матрыц над адвольным полем Р. Калі разгледзець матрыцы элементы якіх належаць лін. пр-ры V і складанна і множанне на элнменты асн. Поля такіх матрыцау вызначыць аналагічна таму як яны вызначаны для матрыцау над R. Усе уласцівасці аперацый застаюцца праудзівымі.
Увядзем матрыцу-радок B=(v1v2…vn) – (2). Тады відавочна што вектар а з каард. (a1,a2,…, an) у базісе(1) можна запісаць у выглядзе матрычнай роунасці
… an
Тэарэма2. Няхай a і b- вектары лін. пр. V над P, X, Y- кард. слупкі a, b у базісе(1). Тады каард. Слупок вектару a+b у базісе(1) роуны X+Y, каард. слупок aa, aÎP у базісе(1) роуны aX. Доказ: a=BX, b=BY, дзе B- матрыца(2) a+b=BX+BY=B(X+Y) aa=a(BX)=B(aX), X+Y- каард. слупок a+b, aX- каард. слупок aa у базісе(1). Вынiк 1:Каард. слупок лін.камб. вект.роуны лін.камб. каард. слупкоу гэтых вектароу з тымi самымi каэфицыентамi. Вынiк 2:Сiстэма вектароу л.з. калі і толькі калі л.з.сіс-ма іх каард. слупкоу у некаторым базiсе. Тэарэма У лін.праст.: 1) Адвольн.сіс-ма, у якой больш за n вектараў – лін.незалежна. 2) адвол.лінейна-незал.сістэма, у якой менш за n вектараў, можа быць дапоўнена да базісу 3) адвольн.лінейна-незал.сіс-ма з n вектараў з’яўляецца базісам Доказ: 1)Вынік 1 з т-мы Штэйніца 2)Няхай (1)–некаторы базіс праст. V. b1,b2 …, bn –лін. нез. сіс-ма вектараў з V. Гэтая сіс-ма лін. выражаецца праз (1) і паводле т-мы Штэйніца яна эквівалентн.(1) і зн. з’яул. Базісам. 3)c1 , c2 …, cm, m<n – лін. нез. Паводле т-мы Штэйніца яе можна дапоуніць да сіс-мы c1 , c2 …, cm ,ai1, ai2, ... ain-m (2) ~(1), зн. V лін. выражаецца праз(2). (2)- лін.нез. бо у адваротным выпадку некаторы вектар гэтай сіс-мы лін. выражауся б праз астатнія. І выдаліушы гэты вектар мы б атрымалі сіс-му з m-1 вектарау ~(2), праз якую выраж. базіс(1). Супярэчнасць т-ме Штэйніца.
6.Ранг матрыцы.Тэарэма пра ранг матрыц. Вынікі з т-мы пра ранг м-цы Няхай А=(aij)ÎPmxn.Слупкі м-цы А будзем разглядаць як элементы прасторы Pm. Азн. Рангам м-цы наз. ранг сіс-мы яе слупкоу(максімальная колькасць лін.нез. слупкоу). Азн. Няхай А=(aij)ÎPmxn і няхай у А выдзелены радкі з нумарамі і1 , і2 ,…, іk і слупкі з нумарамі j1, j2 ,…, jk (k≤m,n). У выніку атрымаецца м-ца парадку k складзеная з элементау якія стаяць на перасячэнні вылучаных радкоу і слупкоу. Det гэтай м-цы наз. мінорам к-тага парадку або ступені м-цы А. Азн. Мінор М парадку r м-цы А наз. базісным мінорам калі 1) М≠0 2) усе міноры большых парадкау(калі яны ёсць) роуныя 0. Лема:Калі слупкі(радкі),квадратнай м-цы лін.зал.,тады яе det=0. Доказ: АÎPnxn, n=1 – сцвердж. відавочна.Пры n>1 паводле сцвердж. пра рангі эквів. мн-вау некаторы слупок(радок) м-цы А лін. выражаецца праз астатнія. Адсюль detА=0. Тэарэма (пра ранг матрыцы).Ранг м-цы роуны парадку яе базіснага мінору. Доказ: А = 0mxn- сцв. відавочна. a21 a22 …a2r a2s ………………………… ar1 ar2 …… arr ars ai1 ai2……..air ais (калі i≤r –у В ёсць аднолькавыя радкі,калі i>r – detB –мінор парадку r+1 м-цы А). Зауважым што алгебраічныя дапауненні А1 , А2 ,…, Аr,Аr+1 =М элементау кожнага радка м-цы В не залежыць ад і. Раскладзем detB=ai1 А1 +ai2 А2+…+air Аr +ais М =0, M≠0. ais= - А1ai1 М-1 - ai2 А2 М-1 -…-air Аr М-1, i=1,m. Вынік1:Ранг м-цы не змяняецца пры яе транспанаванні,гэта зн. ранг м-цы роўны рангу с-мы яе радкоў. Вынік2:detА=0 ↔ яе радкі(слупкі) лін. зал.
a2і … anі Тады 1) rank(3)= rankА 2)(3)- лін.нез. ↔ rankА=k 3) (3)- базіс V↔ k= n, detA ¹0 4) v і1, vі2 ,…, vіr – лін.нез. падсіс-ма сіс-мы(3) максім. даужыні ↔ слупкі м-цы А з нумарамі i1 ,…, ir змяшчаюць базісны мінор м-цы А.
7.Тэарэма пра ранг матрыцы. Вынікі з тэарэмы пра ранг м-цы.Ранг здабытку матрыцаўТэарэма (пра ранг матрыцы).Ранг м-цы роуны парадку яе базіснага мінору. Доказ: А = 0mxn- сцв. відавочна.
a21 a22 …a2r a2s ………………………… ar1 ar2 …… arr ars ai1 ai2……..air ais (калі i≤r –у В ёсць аднолькавыя радкі,калі i>r – detB –мінор парадку r+1 м-цы А). Зауважым што алгебраічныя дапауненні А1 , А2 ,…, Аr,Аr+1 =М элементау кожнага радка м-цы В не залежыць ад і. Раскладзем detB=ai1 А1 +ai2 А2+…+air Аr +ais М =0, M≠0. ais= - А1ai1 М-1 - ai2 А2 М-1 -…-air Аr М-1, i=1,m. Вынік1:Ранг м-цы не змяняецца пры яе транспанаванні,гэта зн. ранг м-цы роўны рангу с-мы яе радкоў. Вынік2:detА=0 ↔ яе радкі(слупкі) лін. зал.
a2і … anі Тады 1) rank(3)= rankА 2)(3)- лін.нез. ↔ rankА=k 3)(3)- базіс V↔ k= n, detA ¹0 4)v і1, vі2 ,…, vіr – лін.нез. падсіс-ма сіс-мы(3) максім. даужыні ↔ слупкі м-цы А з нумарамі i1 ,…, ir змяшчаюць базісны мінор м-цы А. Сцвердж. Ранг здабытку 2 м-цаў не вышэйшы за ранг кожн. сумножніку. Калі адна з м-цаў квадратная незвыродная,тады ранг м-цы роўны рангу другога сумножніка. Доказ: Калі U,W ÌV і U лін. выражаецца праз W, тады ранг U меншы ці роуны за ранг W(rankU £ rankW). Сапрауды U лін. выраж. праз W і L(U) Ì L(W) → dim L(U) £ L(U) £ dim L(W)=rankW. З азн. Здабытку матрыц вынікае што радкі м-цы АВ лін. выраж. праз радкі В а слупкі лін. выраж. праз слупкі А → rankAB £rankВ, rankAB £rankA. Калі │А│≠0 тады $А-1 В= А-1 (АВ) → rankB £ rankAB → rankB=rankAB. Калі │В│≠0 аналаг. rankAB= rankA.
Билинейные формы. Опр. Многочлен F(х1,х2,..,хп;у1,у2,…,уп) (1) от двух систем переменных х1,х2,..,хп (2) и у2,…,уп (3) наз. билинейной формой порядка n, если каждое его слагаемое имеет первую степень относительно перемеенных (2) и (3) в отдельности.
а21 а22 … а2п рангом формы (4). ап1 ап2 … апп
F(х,у)=∑ni,j=1 аij хi уj, аij?Р (4)- имеет билинейная форма F(х,у) над полем Р. Теорема. Билинейные формы порядка n с м-цами А и В эквивалентны, если и только если над основным полем существует такая невырожденая м-ца С порядка n, что В=СтАС. Опр. Билинейная форма наз. Симметрической, если её м-ца А – симметрическая, т. Е. Ат=А. Утвержд. Если билинейная форма F явл. Симметрической, то и всякая эквмвалентная ей билинейная форма также симметрическая. Док-во: Пусть А- м-ца билинейной формы F. Тогда Ат=А. М-ца любой эквивалентной билинейной формы G имеет вид СтАС. Далее, (СтАС) т= СтАт (С т)т=СтАС. Сл-но, форма G явл. симметрической. Артаганальныя вектары Азн.: Вектары a i b Эуклідавай(унітарн.) пр-ры наз. артаганальнымі, калі іх скалярны здабытак роуны 0. a^b=>ab=0 Тэарэма Піфагора:Калі вектары а1,а2,…,ак эукл.(уніт.) пр-ры парамі артаганальныя, тады даужыня вектару | а1+ а2+..+ ак|2 = |a1|2+|a2|2+…+|aк|2. Доказ: | а1+ а2+..+ ак|2 = (а1+ а2+..+ ак)(а1+ а2+..+ ак)= ∑ni,j=1 аi aj = ∑ni=1 аi aі = ∑ni=1|аi|2 Азн.: Артаганальнай сіс-май вектарау наз. сіс-ма вектарау эукл.(уніт.) пр-ры, розныя вектары якой артаганальны. Тэарэма: Артаганальнае мн-ва вектарау, якое не мае нулявога вектара лін. незал. Тэарэма: Няхай а1,а2,…,ак (1)- канцоуная сіс-ма вектарау эукл.(уніт.) пр-ры. Тады існуе артаганальная сіс-ма b1,…,bк (2) такая, што 1≤е≤к, а1,а2,…,аe ~ b1,…,bе. Вынік: Сіс-ма вектарау (1) лін.незал. калі і т. к. сістэма (2) атрыманая з яе працэсам артаганалізацыі не мае Ō. Азн.:Артаганальная сіс-ма вектарау наз. ортаунармаванай калі даужыня яе вектарау =1. Вынік: Адвольная ненулявая эукл.(уніт.) пр-ра мае ортаунармаваны базіс. Адвольн. ортаунармаваная сіс-ма можа быць дапоунена да базісу. Заувага: Калі сіс-ма а1,а2,…,ас, аi ≠Ō, с≤к – артаганальная, тады у сіс-ме (2) вектары ai=bi, і=1,с.
Азначэнне лінейнай прасторы. Уласцівасці лінейнай прасторы. Азн1:Няхай V,P ≠Ø.Будзем казаць,што вызначана множанне элементау з V на элементы з P з значэннямі у V, калі кожнай упарадкаванай пары (α,a) αє P, aєV пастаулены у адпаведнасць адзіны элемент з V, αaєV. Азн2:Няхай V≠Ø, P-поле. V наз. лінейнай або вектарнай пр-рай над полем P, калі на V вызначаны аперацыі складання і множання элементау з V на элементы з P з значэннем у V, і калі выконваюцца наступныя аксіёмы: 1) у дачыненні да складання V- абелева група 2) "a,b є V, "α,βє P, α(a+b)= αa+ αb, (α+ β)a= αa+ βa 3) "a є V, "α,β є P, (αβ)a=α(βa) 4) "a є V, 1*a=a, дзе 1- адзінка поля P. V-абелева група у дачыненні да складання: на V вызн. аперацыя складання і выконваюцца наступн. аксіёмы: 1)"a,b,c є V (a+b)+c=a+(b+c) 2) $ŌєV "aєV Ō+a=a 3) "aєV $a1єV a1 +a=0 4) "a,bєV a+b=b+a Элементы з V будзем называць вектарамі і абазначаць a,b,c….x,y,z, а элементы з P-скалярамі і абазначаць α,β…., Ō -нуль з V,0-нуль з P. Прыклады1) V3-лінейная прастора над R 3) P[x]- лінейная прастора над R Уласцівасці 1. У лін. прасторы V над полем P а)існуе адзіны Ō б) "aєV $! процілеглы a1єV в) "a,bєV раунанне х+а=b мае адзіны развязак у V: х= b+(-а)= b-а – розніца(рознасць) b і а. Доказ: а) Дапусцім што існуе два нулявых вектара у V,маем Ō + Ō’= Ō’(Ō-нульV), Ō + Ō’= Ō(Ō’-нульV),значыць Ō = Ō’. б) Дапусцім aєV,а1,а2-прцілеглыя да а (a1+a)+ a2= Ō + a2= a2 a1+(a+ a2)= Ō +a1=a1,маем a1=a2 Процілеглы элемент да а – (-а) в) х+а = b(*).Дапусцім c-развязак нашага раунання(*) c=b+(-a),(b+(-a))+a=b+(-a)+a=b+Ō=b. Няхай с1 –развязак(*).с1 +а=b,(с1+а)+(-а)= b+(-а), с1 +(а+(-а))=с1+ Ō= с1 2. "a,b єV, "α,β єP, α(a-b)= αa-αb і (α-β)a= αa-βa Доказ: (α-β)a+ βа=((α-β)+β)а= αa,маем (α-β)а= αa-βа 3. Калі αa=Ō,↔ α=0 або a=Ō Доказ:0= α- α, (α- α)a= αa- αa=Ō, α *Ō= α(a-a)= αa- αa=Ō. Няхай αa= Ō. Дапусцім α≠0. Тады $ α-1єР α-1(αa)= α-1* Ō= Ō (α-1 α)а=1*а=а 4. "a є V, "α є P,(- α) a= α(-a)= -αa Доказ: (- α) a+ αa=(- α+ α) a=0* a=Ō (- α) a= -αa Азн.1: Æ≠UÌ V над Р наз.падпрасторай л.п. V,калi U-л.пр. у дачыненнi да аперацыяу, вызначаных у V Тэаэрэма 1: Æ≠UÌV- л.пр. над Р зяуляецца падпрасторай л.пр. V калі і калі: 1) "a,b є U а+b єU 2) "a єU "α єP αa єU Доказ. (Неабх.) Няхай U-падпраст.V Паводле азн. U з’яул. пр-рай і зн. на U вызн. апер.+ i *на элементы з P, і зн. выконв. умовы 1,2. (Даст): няхай Æ≠U, якое задав. (1,2), зн. на U вызн. апер. + i * на элементы з P. Праверым што выконв. астатн. Аксіёмы: Æ≠U $a0 єU. Тады паводле умовы 2) 0*а= Ō єU; "a єU паводле 2) (-1)а єU Аналаг. усе аст. аксiёма, таму што U падмн. V. Вынiк. U≠Æ зяул падпрасторай л.п. V калi і толькі калі 1)"a,b є U "α, βєP αa+ βb є U Доказ: (Неабх.) Няхай U лін. Падпр-раV "a,b є U "α, βєP, αa, βb є U αa+ βb є U (2) з тэарэмы) (Даст.) Æ≠UÌ V, U задавальняе умове выніку "a,b є U "α, βєP αa+ βb є U, α=β=1→1), β=0→2). Прыклады: 1. V Ìl V, (Ō) Ìl V Азн.:НяхайÆ≠M Ì V-л.пр. над Р {α1a1 + α2a2+…+ αкaк│ aіє M, αієP, і=1,к, кє Ν }=L(M) наз лiн абалонкай мн-ва М.
|
||
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-06; просмотров: 391; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.21 (0.01 с.) |