Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекция. Элементы Векторной Алгебры

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
02.06.2015
Размер:
511 Кб
Скачать
☆

Компланарные векторы.

•О. Три вектора называются компланарными, если они лежат на одной плоскости или на

параллельных плоскостях.

Теорема. Пусть e̅1, e̅2 , e̅3–три некомпланарных

вектора. Тогда любой вектор a̅ пространства

единственным образом представляется в виде:

aa1e1 a2e2 a3e3

•где a1, a2, a3 - однозначно определенные числа.

•О. Линейно независимая система векторов называется базисом, если любой вектор единственным образом представляется в виде

линейной комбинации этих векторов.

О. Система векторов

a1,a2 ,a3 ,...,an

называется базисом векторного

пространства V, если она линейно независима и любой вектор b V есть линейная комбинация данных

векторов: b x1 a1 x2 a2 x3 a3 ... xn an

•О. Числа (x1,... ,xn) называются координатами вектора b̅в базисе

a1, a2 , a3 ,..., an

• Т.1. Эти числа определены однозначно.

•Пример 2. Векторы e̅1=(1,0,...,0), ..., e̅n=(0,...,0,1) образуют базис Rn.

•Пусть x̅=(x1,... xn ) , т.е.

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x2

 

x

 

0

 

 

x

 

1

...

x

 

0

 

 

x e

 

x e

...

x e

 

 

...

 

 

..

 

 

..

 

..

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

n

 

 

 

 

1 1

 

2 2

 

n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

§7. Линейные отображения (операторы) векторного

пространства и матрицы.

О. Говорят, что в векторном пространстве V

задано отображение (оператор) φA, если каждому вектору x̅€V поставлен в соответствие определенный вектор φA(x̅)€V.

Пример 1. V =R2. φA – поворот вокруг начала

координат на угол φ против часовой стрелки.

•О. Отображение φA называется линейным,

если для любых двух векторов x̅ и y̅ из V и

произвольного числа α:

•1) φA(x̅+y̅)= φA(x̅)+ φA (y̅ ),

•2) φA(αx̅)= α φA (x̅).

•Пример 2. φA x̅=x̅ - тождественное

отображение.

•3. φA x̅=5x̅

О.Матрица линейного отображения φA: Rn→ Rn.

Пусть e , e , e ,..., e

- базис пространства Rn.

1 2 3

n

 

• Отображение φ

͞

φ (e )

: e

i

 

A

 

 

A

̅i

Вектор φA(e̅i) € Rn . Разложим его по базису :

•φA(e̅i) = a1ie̅1+... +anie̅n =(a1i, a2i,..., ani)

•Возьмем матрицу А, i-ый столбец которой

образован коэффициентами разложения

вектора φA(e̅i) по базису e̅1,...,e̅n.

Координаты образа.

•Пусть e̅1,...,e̅n - базис пространства V,

x̅= x1e̅1+... +xne̅n . φA – линейное отображение.

•Теорема. Координаты образа (вектора φAx̅ ) вычисляются по формуле:

x1'

a11

'

 

 

А x x2

a21

..

 

..

 

'

 

an1

xn

 

 

a12

a1n

a22

a2n

.. .. ..

an2

ann

x1

x2

..

x

n

•Пример 4. Пусть A- поворот всех векторов обычной плоскости Oxy вокруг начала

координат на угол φ против часовой

стрелки. Пусть базисные векторы e̅1 =(1,0), e̅2 =(0,1). Тогда

•φAe̅1 =(cos φ)e1 + (sin φ)e2.

•φAe̅2 =(-sin φ)e1 + (cos φ)e2. =>

•

A= cos φ

-sin φ

•

sin φ

cos φ

•

- матрица поворота на угол φ .