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南航研究生矩阵论复习讲义
第一章 线性空间与内积空间
1.线性空间、维数、基与坐标
(1)线性空间V 中存在加法和数乘运算,且加法和数乘运
算满足8个条件;
(2)线性空间V 中线性无关向量的最大个数n 称为 V 的
维数,记为 dim (V ) = n ; V 中任意n 个线性无关向量称为
V 的一组基;
(3)如果α ,α , ,α 是线性空间V 中的n 个线性无关向
1 2 n
量,且 V 中任一向量都可由其线性表示,则α ,α , ,α 是
1 2 n
V 的一组基且 dim (V ) = n ;
ε ,ε , ,ε ε ,ε , ,ε
(4)设 是线性空间V 的一组基, 是
1 2 n 1 2 n
V 的n 个向量,则存在 n 阶方阵 T,使得
(ε ,ε , ,ε ) (ε ,ε , ,ε ) T ,
1 2 n 1 2 n
ε ,ε , ,ε
当且仅当 T 可逆时, 1 2 n 也是 V 的一组基;
(5)设ε ,ε , ,ε 是线性空间V 的基,则向量 α在这组基
1 2 n
下的坐标 (x , x , , x )T 是如下线性组合的系数向量:
1 2 n
α x ε + x ε ++ x ε .
1 1 2 2 n n
2.线性子空间
(1)设V 是线性空间,W 是 V 的非空子集,则 W 是 V 的
子空间的充分必要条件是
∀k ∈P, ∀α, β ∈W ⇒kα, α+β ∈W ;
(2)设α , α , , α 是线性空间V 的一组向量,
1 2 s
W L(α , α , α ) {k α +k α ++k α | k ∈P},
1 2 s 1 1 2 2 s s i
则 W 是 V 的子空间;
(3)设α , α , , α 与β , β , , β 是线性空间V 的两组向
1 2 s 1 2 t
量,则 L (α , α , , α ) L (β , β , , β ) 的充分必要条件是
1 2 s 1 2 t
α , α , , α 与β , β , , β 等价;
1 2 s 1 2 t
(4)dim(L(α , α , , α )) rank(α , α , , α );
1 2 s 1 2 s
(5)设V , V 是线性空间 V 的两个子空间,则 V ∩V 和
1 2 1 2
V + V 也是 V 的子空间;
1 2
(6)如果V 和 V 是线性空间 V 的有限维子空间,则
1 2
dim(
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