Кіріспе

Сызықтық комбинациялары нөлден өзгеше болатын векторлар, кездейсоқ шамалардың сызықтық тәуелділігі. Векторлық кеңістіктер теориясында, егер векторлардың тривиальды емес сызықтық комбинациясы нөлдік векторға тең болмаса, онда векторлар жиынтығы сызықтық тәуелсіз деп аталады. Егер мұндай сызықтық комбинация болса, онда векторлар сызықтық тәуелді деп аталады. Бұл ұғымдар өлшемнің анықтамасы үшін өте маңызды. Векторлық кеңістік шекті немесе шексіз өлшемді болуы мүмкін, бұл сызықтық тәуелсіз векторлардың максималды санына байланысты. Сызықтық тәуелділіктің анықтамасы және векторлық кеңістіктегі векторлардың ішкі жиынтығының сызықтық тәуелді екенін анықтау қабілеті, векторлық кеңістіктің өлшемін анықтау үшін маңызды.

Шексіз ілмек

Егер әрбір бос емес шекті қосалқы жиын сызықтық тәуелсіз болса, онда шексіз векторлар жиыны сызықтық тәуелсіз болады. Керісінше, егер шексіз векторлар жиынында сызықтық тәуелді шекті қосалқы жиын болса, немесе жиынтықтағы бір вектор жиынтықтағы басқа векторлардың сызықтық комбинациясы болса, онда ол жиын сызықтық тәуелді болады. Индекстелген векторлар жиыны, егер онда екі рет бірдей вектор болмаса және оның векторлары жиыны сызықтық тәуелсіз болса, сызықтық тәуелсіз деп есептеледі. Әйтпесе, бұл жиын сызықтық тәуелді болады. Сызықтық тәуелсіз және белгілі бір векторлық кеңістікті жабатын векторлар жиыны сол векторлық кеңістіктің негізін құрайды. Мысалы, нақты сандардағы x-ке қатысты барлық полиномдардың векторлық кеңістігі {1, x, x^(2), ...} (шексіз) жиынын негіз ретінде алады.

Географиялық орналасуы

Бір жердің орналасуын сипаттап, адам: "Осы жерден солтүстікке қарай 3 миль, шығысқа қарай 4 миль", - деп айта алады. Бұл орынды сипаттау үшін жеткілікті ақпарат, өйткені географиялық координаттар жүйесі 2 өлшемді векторлық кеңістік ретінде қарастырылуы мүмкін (биіктікті және Жер бетінің қисықтығын ескермеу). Ол: "Ол жер солтүстік-шығысқа қарай 5 мильдей жерде", - деп қосар еді. Бұл соңғы мәлімдеме дұрыс, бірақ оны табудың қажеті жоқ. Бұл мысалда "3 миль солтүстікке" векторы мен "4 миль шығысқа" векторы сызықтық тәуелсіз. Яғни солтүстік векторы шығыс векторы арқылы сипаттала алмайды және керісінше. Үшінші "5 миль солтүстік-шығысқа" векторы - бұл басқа екі вектордың сызықтық комбинациясы, және ол векторлар жиынтығын сызықтық тәуелді етеді, яғни үш вектордың бірі жазықтықтағы нақты орынды анықтау үшін артық болады. Сонымен қатар, егер биіктік ескерілсе, сызықтық тәуелсіз жиынға үшінші векторды қосу қажет болады. Жалпы, n өлшемді кеңістіктегі барлық орындарды сипаттау үшін n сызықтық тәуелсіз векторлар қажет.

Өлшеміне қарағанда вектор саны көп

Егер векторлар өлшемдер санынан көп болса, онда векторлар сызықтық тәуелді болады. Бұл жоғарыдағы үш вектор мысалында көрсетілген.

Функциялардың сызықтық тәуелсіздігі

Анықтамалық кеңістік нақты айнымалының барлық туынды функциялары болсын. Онда және функциялары анықтамалық кеңістікте сызықтық тәуелсіз болады.

Сызықтық тәуелділік кеңістігі

'v'1, …, 'v'n векторлары арасындағы сызықтық тәуелділік немесе сызықтық қатынас – n скалярлық компоненті бар (a1, …, an) түйін, осындай сызықтық тәуелділік болған жағдайда, егер оның кем дегенде бір компоненті нөлден өзгеше болса, онда n вектор сызықтық тәуелді болады. 'v'1, …, 'v'n арасындағы сызықтық тәуелділіктер векторлық кеңістік құрайды. Егер векторлар координаталары арқылы берілсе, онда сызықтық тәуелділіктер – векторлардың координаталары коэффициенттер ретінде алынған гомогендік сызықтық теңдеулер жүйесінің шешімдері болып табылады. Сондықтан сызықтық тәуелділіктердің векторлық кеңістігінің негізін Гаусс әдісімен есептеуге болады.

Тәуелсіздік

Егер жиынтықтағы векторлардың кем дегенде біреуі қалғандарының аффиндік комбинациясы ретінде берілсе, онда векторлар жиынтығы аффиндік тәуелді деп аталады. Әйтпесе, жиынтық аффиндік тәуелсіз деп аталады. Кез келген аффиндік комбинация – сызықтық комбинация, сондықтан кез келген аффиндік тәуелді жиын сызықтық тәуелді болады. Керісінше, кез келген сызықтық тәуелсіз жиын аффиндік тәуелсіз болады. Енді, өлшемі бар векторлар жиынтығын және өлшемі бар толықтырылған векторлар жиынтығын қарастырайық. Бастапқы векторлар аффиндік тәуелсіз болады, егер ғана толықтырылған векторлар сызықтық тәуелсіз болса.