Подпространства. Свойства. Линейная оболочка системы векторов

Опр. 13.1. Пусть V линейное пространство над полем Р. Непустое подмножество UVназывают подпространством пространства V, когда U является линейным пространством относительно операций, какие указанный в V.

Ул.7.6. Когда U и W подпространства пространства V, тогда UW - подпространство пространства V. Доказательство.1. Так как U і W, UW , значиться UW≠Ø .

2. Когда и и UW,тогда по 7.2.2 +U и +W,откуда+UW.

3. Когда UW і λР, тогда по 7.2.3 λU и λW, значиться λUW

Итог.7.7. Когда {Ui}(iІ)линейные подпространства V, тогда U= ∩Ui- подпространство в V.

Доказательство. Аналогично 7.6. ■

Ул.7.3. Когда U подпространство линейного пространства V и dim V<∞,тогда dim U≤ dim V. Доказательство. Когда U={} утверждение очевидно. Когда U≠{}, тогда dimU=k і u1,…,ukбазис U. Тогда, по 5.4, k≤ dim V.■

Ул.7.4. Когда U подпространство в V, dim V<∞ и dim U= dim V, тогдп U=V. Доказательство.Пусть - базис U, тогда это n линейно независимых векторов n-мерного пространства V. Значит это базис V.

Ул.7.5. Пусть размерность dim V<∞ ив V, тогда произвольный базис подпространства U в V можно дополнить до базиса пространства V. Доказательство. Следует из теоремы (Любая линейнозависимая подсистема системы содержится в ее МЛНП, в частности, любой ненулевой вектор из содержится в МЛНП.) и определения базиса. ■

Азн.7.8. V- линейное пространство над Р,,,...,V.Через L(,,...,)= {λ1+…+λn|λ iP}будем обозначать линейную оболочку множества векторов{},i=.

Св-во 7.7. L(,,...,) – подпространство V (натянутый на вектор ,,...,). Доказательство: .Пусть ,тоэто подпространство. ■

Ул.7.9. L(,,...,)- наименьшая из подпространств V, что удерживает {,,...,}. [Наименьшая в том смысле, что когда U подпространство в V и {,,...,}U, тогда L(,,...,)U].
Доказательство:
Пусть U удовлетворяет условию свойства, тогда

Св-во 7.10.Пусть ,,...,- система векторов пространства V, содержащая хотя бы 1 ненулевой вектор, тогда если ранг этой системы векторов = r, то и для любой МЛНП этой системы векторов является базисом . Доказательство: Пусть ,,...,- МЛНП, тогда лин.завис. Любой вектор системы выражается через МЛНП, а МЛНП полна в L, значит МЛНП – базис в L. ■