дипломы,курсовые,рефераты,контрольные,диссертации на заказ
 

Определение и примеры Линейные преобразования

 

Рассмотрим линейное пространство $ L$ и преобразование $ \mathcal{A}$ этого пространства, то есть закон, по которому каждому вектору $ x$ из $ L$ соответствует вектор $ x'$ из того же пространства. Вектор $ x'$ называется образом вектора $ x$ и обозначается $ {\mathcal{A}(x)}$ , а вектор $ x$ называется прообразом вектора $ x'$ .
        Определение 19.1   Преобразование $ \mathcal{A}$ линейного пространства $ L$ называется линейным, если для любых векторов $ x$ и $ y$ и любого числа $ {\alpha}$ выполнены равенства
$\displaystyle \mathcal{A}(x+y)=\mathcal{A}(x)+\mathcal{A}(y),\quad \mathcal{A}({\alpha}x)={\alpha}\mathcal{A}(x),$(19.1)

то есть образ суммы векторов равен сумме образов слагаемых, образ вектора, умноженного на число, равен произведению этого числа на образ вектора.         
        Замечание 19.1   В этой главе с каждым линейным преобразованием будет связана матрица, которую мы будем обозначать той же буквой, что и само преобразование. Чтобы их различать, мы для букв, обозначающих преобразование, будем использовать так называемый "каллиграфический" шрифт.         

Линейное преобразование пространства $ L$ называют также линейным отображением из $ L$ в $ L$ или линейным оператором из $ L$ в $ L$ .

Исходя из равенств (19.1) легко проверить, что

$\displaystyle \mathcal{A}\left(\sum_{i=1}^k{\alpha}x_i\right)=\sum_{i=1}^k{\alpha}\mathcal{A}(x_i),$
то есть образ линейной комбинации векторов равен линейной комбинации их образов.

Рассмотрим несколько примеров линейных преобразований.

Нахождение координат вектора в произвольном базисе

Пусть в правом ортонормированном базисе заданы векторы $ {{\bf a}=({\alpha}_1, {\alpha}_2,{\alpha}_3)}$ , $ {{\bf b}=({\beta}_1,{\beta}_2,{\beta}_3)}$ , $ {{\bf c}=({\gamma}_1,{\gamma}_2,{\gamma}_3)}$ , $ {{\bf d}=({\delta}_1,{\delta}_2,{\delta}_3)}$ . Цель данного раздела-- научиться определять, образуют ли векторы a,b,c базис, и, в случае положительного ответа на этот вопрос, научиться находить координаты вектора d в базисе a,b,c.

Для ответа на первый вопрос нужно найти abc. Если $ {{\bf a}{\bf b}{\bf c}\ne0}$ , то по предложению 10.26 векторы a,b,c-- некомпланарные и, следовательно, образуют базис в трехмерном пространстве.

 

Для нахождения координат напишем разложение вектора d по базису a,b,c с буквенными коэффициентами: $ {{\bf d}={\lambda}{\bf a}+\mu{\bf b}+\nu{\bf c}}$ . В силу предложений 10.4 и10.5 получим три соотношения для координат

$\displaystyle \left\{ \begin{array}{rrrrrrr} {\lambda}{\alpha}_1&+&\mu{\beta}_1... ...da}{\alpha}_3&+&\mu{\beta}_3&+&\nu{\gamma}_3&=&{\delta}_3. \end{array}\right .$

Из этой системы трех линейных уравнений находим три неизвестных $ {\lambda},\mu,\nu$ , которые и служат координатами вектора d в базисе a,b,c.

Неопределенный интегралВекторное произведение векторов

Трассировка пиксельных изображений Adobe Illustrator Линейные блоковые коды