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

ALGEBRA

.pdf
Скачиваний:
158
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
7.97 Mб
Скачать

b) 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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]