Евклидово пространство. Длина вектора. Угол между векторами.

Рассмотрим линейное пространство V, в котором уже есть 2 операции (сложение и умножение). В этом пространстве введем еще одну операцию. Она будет удовлетворять следующим аксиомам.

Указанная операция называется скалярным произведением векторов. N – мерное линейное пространство с введенной операцией скалярного произведения, называется

Евклидовым пространством.

Длиной вектора называется арифметическое значение квадратного корня и скалярного квадрата.

Длина вектора удовлетворяет следующим условиям:

1. , если

3. - неравенство Коши-Буня

4. - неравенство треугольника

13.Скалярное произведение векторов и его свойства.

Скалярным произведением двух ненулевых векторов называется число, равное произведению этих векторов на косинус угла между ними.

1.

2.

3.

4.

14. Векторное произведение векторов и его свойства.

Три некомпланарных вектора образуют правую тройку если с конца третьего поворот от первого вектора ко второму совершается против часовой стрелки. Если по часовой – то левую.

Векторным произведением вектора на вектор называется вектор , который:

1. Перпендикулярен векторам и .

2. Имеет длину, численно равную площади параллелограмма, образованного на

векторах и

, где

3. Векторы, и образуют правую тройку векторов.

Свойства векторного произведения векторов:

1.

2.

3.

4.

15. Смешанное произведение векторов и его свойства.

Смешанное произведение записывают в виде: .

Смысл смешенного произведения: сначала два вектора векторно перемножают, а затем полученный скалярно перемножают с третьим вектором. Смешанное произведение представляет собой число – число. Результат смешанного произведения – объем параллелепипеда, образованного векторами.

Свойства.

1. Смешанное произведение не меняется при циклической перестановке сомножителей:

2. Смешанное произведение не изменится при перемене местами векторного и скалярного произведения.

3. Смешанное произведение меняет знак при перемене мест любых двух векторов-сомножителей.

4. Смешанное произведение трех ненулевых векторов равно нулю тогда и только тогда, когда они компланарны.

Три вектора называются компланарными, если результат смешанного произведения равен нулю.

16. Линейные преобразования пространства. Матрица линейного преобразования. Связь между координатами образа и прообраза.

Рассмотрим линейное пространство V, в котором каждому элементу x, в силу

некоторого закона поставлен элемент этого же пространства.

- прообраз

- образ

Каждому прообразу соответствует единственный образ.

Каждый образ имеет единственный прообраз.

Линейное преобразование пространства, при котором существует

Взаимно однозначные соответствия.

Блективное преобразование – называется линейным, если выполняются 2 условия.

1.

2.

Рассмотрим n-мерное линейное пространство

Для того, чтобы задать линейные преобразования в этом пространстве достаточно

задать это преобразование для базисных векторов.

Матрица линейного преобразования.

Пусть F – линейное преобразование линейного пространства, переводящая базис

в базис . Т.к. - базис, то верны соотношения

А – является матрицей линейного преобразования или линейным оператором

пространства.

Связь между координатами образа и прообраза.

В базисе вектор имеет координаты

Линейное преобразование – матрица линейного оператора.

Каждому линейному преобразованию соответствует 1 матрица линейного оператора и наоборот.

Если имеется квадратная матрица задано линейное преобразование пространства.

17. Связь между координатами одного и того же линейного оператора в разных базисах.

Т – матрица перехода от e к e’ , то:

Если линейный оператор имеет в базисе невырожденную матрицу Т, матрица этого оператора в любом другом базисе не будет вырождена.

18. Характеристическое уравнение линейного оператора. Собственные векторы линейного оператора и их свойства.

Если в базисе линейный оператор имеет матрицу А, а в базисе () оператор имеет матрицу В

λ – произвольное число ≠0

Е – единичная матрица

Если характеристически многочлен линейного оператора прировнять к 0, получим характеристическое уравнение линейного оператора.