Определение 5.7. Линейной комбинацией векторов а1, а2,…,аnназывается выражение вида: k1a1 + k2a2 +…+ knan, (5.1)
где ki – числа.
Определение 5.8. Векторы а1, а2,…,аnназываются линейно зависимыми, если найдутся такие числа k1, k2,…, kn, не все равные нулю, что соответствующая линейная комбинация векторов равна нулю, т.е. k1a1 + k2a2 +…+ knan = 0. (5.2)
Если же равенство (5.2) возможно только при всех ki = 0, векторы называются линейно независимыми.
Замечание 1. Если система векторов содержит нулевой вектор, то она линейно зависима.
Замечание 2. Если среди n векторов какие-либо (n-1) линейно зависимы, то и все n векторов линейно зависимы.
Замечание 3. Необходимым и достаточным условием линейной зависимости двух векторов является их коллинеарность.
Определение 5.9. Векторы называютсякомпланарными, если они лежат либо в одной плоскости, либо в параллельных плоскостях.
Замечание 4. Необходимым и достаточным условием линейной зависимости трех векторов является их компланарность.
Замечание 5. Любые четыре вектора в трехмерном пространстве линейно зависимы.
Определение 5.10. Два линейно независимых вектора на плоскости ( или три линейно независимых вектора в пространстве) образуют базис, если любой вектор плоскости (пространства) может быть представлен в виде их линейной комбинации. Числовые коэффициенты этой линейной комбинации называютсякоординатами данного вектора в рассматриваемом базисе:
если a, b, c –базис и d = ka+ mb+ pc, то числа k, m, p есть координаты вектора d в базисе a, b, c.
Свойства базиса:
Определение 5.11. Проекциейвектора АВ на ось u называется длина направленного отрезка А/В/ оси u, где А/ и В/ - основания перпендикуляров, опущенных из точек А и В на ось u.
Обозначение: прuа.
Свойства проекции:
Замечание. Свойства 2 и 3 назовем линейными свойствами проекции.
Рассмотрим декартову систему координат, базис которой образуют в пространстве три попарно ортогональных единичных вектора i, j, k. Тогда любой вектор d может быть представлен в виде их линейной комбинации:
d = Xi + Yj +Zk. (5.3)
Определение 5.12. Числа X, Y, Z называются декартовыми координатами вектора d.
Замечание. Декартовы координаты вектора равны его проекциям на оси Ох, Оу и Оz декартовой системы координат.
Определение 5.13. Косинусы углов, образованных вектором о осями декартовой системы координат, называются его направляющими косинусами.
Свойства направляющих косинусов: