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向量的維度與空間的關系:
一個向量的維度由其分量個數決定,例如 ( n ) 個分量的向量屬于 Rn空間 。 -
向量組張成空間的維度:
- 當向量組有 ( m ) 個線性無關的 ( n ) 維向量時:
- 若 ( m < n ):
這些向量張成的是 Rn中的 ( m ) 維子空間(例如,三個線性無關的四維向量張成四維空間中的三維子空間)。 - 若 ( m = n ):
這些向量構成Rn的一組基,張成整個 ( n ) 維空間 。 - 若 ( m > n ):
( n ) 維空間中任意 ( m > n ) 個向量必然線性相關,因此無法張成超過 ( n ) 維的空間。此時,張成的空間仍為 ( n ) 維,但需注意向量組本身已線性相關。
- 若 ( m < n ):
- 當向量組有 ( m ) 個線性無關的 ( n ) 維向量時:
總結:
- 當 ( m < n ):線性無關向量組張成 ( m ) 維子空間。
- 當 ( m = n ):張成整個 ( n ) 維空間。
- 當 ( m > n ):向量組線性相關,張成空間維度仍為 ( n ) 維(需依賴部分向量)。
例如,在 Rn中:
- 2個線性無關向量張成平面(二維子空間)。
- 3個線性無關向量張成整個三維空間。
- 4個向量必然線性相關,張成空間仍為三維,但需通過其中3個線性無關向量實現 。