向量空间的基、维数与坐标课件.ppt

1,第三节 向量空间的基、维数与坐标,一 向量空间,二 向量空间的基、维数与坐标,三 基变换与坐标变换,四 小结,1,t课件,2,说明,一、向量空间,定义3.18 设 是非空 维向量的集合，若 对于向量的加法及向量乘数两种运算封闭，则称 为一个向量空间,集合 对于加法及乘数两种运算封闭是指,2,t课件,3,3,t课件,4,例2 判别下列集合是否为向量空间.,解,4,t课件,5,解,对数乘不封闭，同样可证对加法也不封闭.,5,t课件,6,二、向量空间的基、维数与坐标,定义3.19 设 是向量空间，如果 个向量 且满足,（1） 线性无关；,（2） 中任一向量都可由 线性表示.,6,t课件,7,（1）只含有零向量的向量空间称为0维向量空间，因此它没有基,说明,（3）若向量组 是向量空间 的一个基，则 可表示为,（2）若把向量空间 看作向量组，那末 的基就是向量组的极大无关组, 的维数就是向量组的秩.,7,t课件,8,若 是向量空间 的一组基，,则对 存在唯一一组有序数,使得,称为向量 在基 下的坐标,记为,8,t课件,9,特别，若 是向量空间 的一组基，,且为单位向量，称 为V 的一组规范基 .,且 两两正交，则称,为V 的一组正交基；若 两两正交,9,t课件,10,空间的一组规范基为,向量 在此规范基下的坐标为,因为,10,t课件,11,例 4 设,并求 关于基 的坐标.,解,11,t课件,12,所以,因此,12,t课件,13,试判断集合V是否为向量空间.,13,t课件,14,一般有,14,t课件,15,三、基变换与坐标变换,由基的定义可知向量空间中的基不唯一，由基的变化，相应的引起同一向量坐标的变化.,两组基的变换公式,15,t课件,16,其矩阵形式为：,的,过渡矩阵,前面已经提到：对于同一向量，基的不同，可能引起坐标的变化，那么它们会怎样变化呢？,（1）,称为,16,t课件,17,即,17,t课件,18,将（1）式代入上面方程得,18,t课件,19,所以有,或,（2）,上式就是在两组基下的坐标变换公式.,19,t课件,20,例6 设 中的两组基：,求基（1）到基（2）的过渡矩阵，并求坐标变换公式.,解 取 中的第三组基为规范基,则有,20,t课件,21,其中,由,有,21,t课件,22,所以过渡矩阵 .通过计算可得:,所以,22,t课件,23,若 在基（1）下的坐标为 ，在基（2）下的坐标为 ，则由坐标变换公式有,即,23,t课件,24,四、小结,1. 向量空间的基、维数与坐标的定义,2. 向量坐标的求法,3. 基变换与坐标变换,24,t课件,25,作业,P 104 25.,25,t课件,