向量
基变换公式与坐标变换公式,会求过渡矩阵
内积,线性无关的向量组正交规范化的施密特(Schmidt)方法
规范正交基、正交矩阵的概念及性质
线性相关与线性无关
线性相关定义
对于向量组\alpha_1,...,\alpha_n ,存在不全为0的实数k_1,...,k_n ,使得\sum_{i=1}^{n}k_i\alpha_i=0
线性无关定义
对于向量组\alpha_1,...,\alpha_n ,不存在不全为0的实数k_1,...,k_n ,使得\sum_{i=1}^{n}k_i\alpha_i=0
判别线性相关的定理
1)向量组中至少有一个向量可以被其余n-1 个向量表出
2)\alpha_1,...,\alpha_n 线性无关,而\beta,\alpha_1,...,\alpha_n 线性相关,则\beta 可以被\alpha_1,...,\alpha_n 唯一地表出
3)向量组\beta_1,...,\beta_t 可以被向量组\alpha_1,...,\alpha_s 线性表出,则向量组\beta_1,...,\beta_t 线性相关,且rank(\beta_1,...,\beta_t)\ge rank(\alpha_1,...\alpha_s)
4)向量组\alpha_1,...,\alpha_s 线性相关的充要条件是方程组(\alpha_1,...,\alpha_s)x=0 有非零解
5)向量\beta 可由向量\alpha_1,...,\alpha_s 线性表出\Leftrightarrow 非齐次线性方程组(\alpha_1,...,\alpha_s)x=\beta 有解
6)若一组向量组中有一部分向量线性相关,则整个向量组也线性相关
7)若向量组\alpha_1,...,\alpha_s 线性无关,则为它们添加分量后得到的\alpha_1^*,...,\alpha_s^* 也线性无关
向量空间
基
对于n维向量空间C ,向量组\xi_1,...,\xi_n 称为一组基,若\xi_1,...,\xi_n 线性无关且任意\beta\in C 都可被\xi_1,...,\xi_n 线性表出
正交基
一组相互正交的基
规范正交基
一组各个向量模都为1的基
过渡矩阵
对于n维向量空间C 的两组基\alpha_1,...,\alpha_n 与\beta_1,...,\beta_n ,称矩阵D 为从\beta_1,...,\beta_n 到\alpha_1,...,\alpha_n 的过渡矩阵,若有[\alpha_1,...,\alpha_n]=[\beta_1,...,\beta_n]D
坐标变换
对于n维向量空间C 的两组基\alpha_1,...,\alpha_n 与\beta_1,...,\beta_n ,以及\xi\in C ,若\xi=[\alpha_1,...,\alpha_n]x=[\beta_1,...,\beta_n]y=[\alpha_1,...\alpha_n]Dy ,则x=Dy 称为坐标变换公式
施密特方法(正交规范化)
对于任意的一组线性无关的向量组\alpha_1,...,\alpha_n
1)令\beta_1=\alpha_1,\gamma_1=\frac{\alpha_1}{||\alpha_1||}
2)对于i=2,3,...,n ,令\beta_i=\alpha_i-\sum_{j=1}^{i-1}(\alpha_i,\gamma_j)\gamma_j,
\gamma_i=\frac{\beta_i}{||\beta_i||}