ALGEBRA
.pdfb) Любая пара векторов из |
~ |
V2(π) |
|||||
~a, b, ~c |
|||||||
неколлинеарна. Проведем следующие гео- |
|||||||
метрические |
построения |
(см. |
рис. |
6). |
|||
|
|
|
П2 |
|
П4 |
|
|
П3 |
|
B1 |
|
C |
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
|
|
B |
~c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
~a1 |
|
П1 |
|
|
|
O |
~a |
A |
A1 |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6 |
|
|
|
|
|
|
|
•First •Prev •Next •Last •Go Back |
•Full Screen •Close •Quit |
−−→ −−→
Направленные отрезки OA1, OB1 задают век-
тора ~ , соответственно. Из определения
~a1, b1
операции сложения геометрических векторов
следует, что |
|
|
|
~ |
(1.9) |
|
~c = ~a1 + b1 |
|
|
~ ~ |
V1(П2). По |
Векторы ~a, ~a1 V1(П1) и b, b1 |
||
теореме 8, x, y R такие, что ~a1 = x · ~a и |
||
~ |
~ |
~ |
b1 |
= y · b. Тогда ~c = x · ~a + y · b и система |
векторов ~a, |
~ |
b, ~c V2(π) линейно зависима (см. |
|
теорему 1). |
|
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Теорема 10. |
~ |
линейно |
Три вектора ~a, b, ~c V3 |
зависимы тогда и только тогда, когда они компланарны.
Доказательство. Необходимость.
Пусть векторы ~ линейно зависимы.
~a, b, ~c V3
Тогда, по теореме 1 следует, что ~ ~c = α~a + βb.
Но это означает компланарность векторов.
Достаточность. Пусть векторы ~
~a, b, ~c V3
компланарны, то есть существует плоскость
~ |
V2(π). По теореме 9 |
π такая, что ~a, b, ~c |
векторы линейно зависимы.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Следствие 10.1. Eсли три ненулевых геометрических вектора пространства V3 некомпланарны, то они и линейно независимы.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Eсли векторы ~ неколлинеарны, то
~a, b V2(π)
их можно взять в качестве базиса и разложить по нему любой вектор ~x этого пространства:
~ |
и x2 |
– координаты |
~x = x1·~a+x2·b, где числа x1 |
вектора ~x относительно этого базиса. Пишут
~x = (x1, x2) |
~ |
в базисе |
~ |
Eсли базис |
(~a, b). |
||||
|
(~a, b) |
|
|
|
фиксирован и не меняется, то пишут
~x = (x1, x2).
Разложение вектора по базису
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
В пространстве V2(π) имеет место
Теорема 11. При сложении векторов их координаты относительно одного и того же базиса складываются, а при умножении на число – умножаются на число.
( Теорема есть частный случай теоремы 5). ОПЕРАЦИИ НАД ВЕКТОРАМИ
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Теорема 12. dim V3 = 3.
Доказательство. 1. Любые три некомпланарных вектора из V3 линейно независимы (см. Теорема 10).
2. Пусть a~1, a~2, a~3, a~4 V3 произвольных четыре вектора.
Возможны два случая:
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
a) Среди векторов a~1, a~2, a~3, a~4 V3 есть три компланарных, например, векторы a~1, a~2, a~3 V3 компланарные вектора. Тогда, по теореме 10, система a~1, a~2, a~3 – линейно зависима. В силу теоремы 2, система векторов a~1, a~2, a~3, a~4 V3 линейно зависима.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
b) |
Любые |
три |
вектора |
из |
a~1, a~2, a~3, a~4 |
|
V3 не компланарны. Проведем следующие |
||||||
геометрические |
построения |
(см. рис. 7). |
||||
|
|
|
σ3 |
|
~ |
B3 |
|
|
|
|
b3 |
|
|
|
|
|
|
|
A3 |
|
|
~ |
|
|
~a3 |
|
|
|
|
~a1 |
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
|
|
B1 |
A1 |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
~a4 |
|
|
|
|
|
|
|
~a2 |
|
|
|
|
A4 |
A2 |
|
|
|
|
|
σ1 |
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b2 |
|
|
|
|
σ2 |
|
|
|
|
|
|
|
B2 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 7 |
•Prev |
•Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit |
||
|
|
|
•First |
−−→
Направленные отрезки OBi задают векторы
~ , i = 1, 2, 3, соответственно. Из определе- bi
ния операции сложения векторов следует, что
~ |
~ |
~ |
(1.10) |
a~4 = b1 |
+ b2 |
+ b3 |
Так как ~ (П ), то, по теореме 8, име- a~i, bi V1 i
ем ~ · , где и i = 1, 2, 3. Отсюда bi = xi a~i xi R
получаем, учитывая (1.10), что
a~4 = x1 · a~1 + x2 · a~2 + x3 · a~3.
По теореме 1 система векторов a~1, a~2, a~3, a~4 линейно зависима.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit