Матрица линейных отображений и ее свойства
Опр. 10.1. Пусть V,U - лин. пространство над Р. (1) базис V,
(2) базис U. Матрица системы векторов
в базисе (2) назыв. матрицей линейного отображения f, соответств. базисам (1) и (2).
Пример 10.2. .
Покажем, что F – линейно.
Линейность доказана. Построим матрицу F, соотв. (I) и (II).
Св-во 10.3. Пусть f: V→U - линейное отображение. (1) и (2) – базисы V и U, тогда f соотв. матрица А, отображение относительно базисов (1) и (2). . Доказательство: Наоборот. Если даны базисы (1) и (2), пространства V и U, и дана матрица А из множества матриц размерности mxn, то существует единственное линейное отображение f: V→U , для которого матрица А является матрицей соответствующего базиса (1) и (2). То, что линейному отображению соотвествует матрица, следует из определения 10.1. Пусть дана
- система из n векторов пространства U.
в базисе (2) имеет координатами j-й столбец матрицы А. По теореме о линейном отображении существует единственное линейное отображение такое, что f: V→U ,
, причем если будем искать матрицу f, соответствующую базисам (1) и (2), то получим матрицу А. По определению 10.1. и построению отображения f. n
Теорема 10.4. Если (1) и (2) – базисы линейных пространств V и U над Р. f: V→U – линейное отображение, имеющую матрицу , соотв. базисам (1) и (2), то
, имеющего в базисе (1) столбец
вектор
имеет в (2) столбец
. Тогда
. Доказательство: По условию
. По построению матрицы А,
, тогда
. Сравним два выражения f(v) получаем, т.к. (2) – базис, что
n