Кіріспе

Математикада, координаттық векторлық кеңістіктің стандартты негізі (табиғи негіз немесе канондық негіз деп те аталады) (мысалы, немесе ) – компоненттерінің барлығы 0-ге тең, бірақ біреуі 1-ге тең болатын векторлар жиынтығы. Мысалы, нақты сандардың (x, y) жұптарымен құрылған Евклид жазықтығында стандартты негіз келесі векторлармен құралады:

Сонымен қатар, үш өлшемді кеңістік үшін стандартты негіз келесі векторлармен құралады:

Мұнда вектор ex x бағытына, вектор ey y бағытына, ал вектор ez z бағытына қарайды. Стандартты негіз векторларын белгілеу үшін бірнеше әдеттегі жазбалар бар, олардың ішінде {ex, ey, ez}, {e1, e2, e3}, {i, j, k} және {x, y, z} жатады. Бұл векторлар кейде бірлік векторлар (стандартты бірлік векторлар) екенін көрсету үшін төбесімен жазылады. Бұл векторлар негіз болып табылады, себебі кез келген басқа векторды осы векторлардың сызықтық комбинациясы түрінде бірегей түрде өрнектеуге болады. Мысалы, үш өлшемді кеңістіктегі кез келген v векторын келесідей бірегей түрде жазуға болады:

мұндағы , , – v векторының скалярлық компоненттері.

n өлшемді Евклид кеңістігінде стандартты негіз n түрлі вектордан тұрады:

мұнда ei – i-інші координатасында 1 және қалғандарында 0 болатын векторды білдіреді. Стандартты негіздерді басқа векторлық кеңістіктер үшін де анықтауға болады, олардың анықтамасы коэффициенттерді, мысалы, көпмүшелер мен матрицаларды қамтиды. Екі жағдайда да стандартты негіз кеңістіктің элементтерінен тұрады, онда барлық коэффициенттердің бірінен басқасы 0-ге тең, ал нөлдік емес коэффициенті 1-ге тең. Көпмүшелер үшін стандартты негіз мономиалдардан тұрады және оны әдетте мономиалдық негіз деп атайды. Матрицалар үшін стандартты негіз дәл бір нөлдік емес элементі бар m×n матрицаларынан тұрады, ол 1-ге тең. Мысалы, 2×2 матрицалар үшін стандартты негіз келесі 4 матрицадан құралады:

Қасиеттері

Стандартты негіз – өзара перпендикуляр бірлік векторлардың тізбегі. Басқаша айтқанда, бұл реттелген және ортонормаланған негіз. Дегенмен, реттелген ортонормаланған негіз міндетті түрде стандартты негіз болмайды. Мысалы, жоғарыда сипатталған 2D стандартты негіздің 30° бұрылысын көрсететін екі вектор, яғни,

де ортогональды бірлік векторлар болып табылады, бірақ олар декарты координаталар жүйесінің өстерімен бірге келмейді, сондықтан осы векторлармен құрылған негіз стандартты негіздің анықтамасына сай келмейді.

Басқа қолданыстар

Басқа "стандартты" негіздердің болуы алгебралық геометрияда қызығушылық тудыратын тақырыпқа айналды, бұл 1943 жылы Ходждің грассмандықтар туралы жұмысынан бастау алды. Қазір бұл стандартты мономиалдық теория деп аталатын бейнелеу теориясының бір бөлігі. Ли алгебрасының әмбебап орауыш алгебрасындағы стандартты негіз идеясы Пуанкаре-Биркхофф-Витт теоремасымен дәлелденеді. Грёбнер негіздері де кейде стандартты негіздер деп аталады. Физикада, белгілі бір евкалид кеңістігінің стандартты негіз векторлары кейде сәйкес картезиандық координаттар жүйесінің осьтерінің версорлары деп аталады.