Определение 1.14. Матрица
(1.13)
называется матрицей перехода от базиса к базису а также матрицей перехода от первого репера ко второму. Так как векторы линейно независимы, то детерминант матрицы отличен от нуля – матрица перехода от одного базиса к другому есть всегда невырожденная матрица. Так как векторы образуют базис, то каждый из векторов в свою очередь однозначно представим как линейная комбинация векторов :
(1.14)
уравнения (1) однозначно разрешимы относительно старых единичных векторов
Формулы
(15)
выражают старые координаты точки через новые.
Определение 1.15. Матрица
называется матрицей преобразования координат; она является транспонированной по отношению к матрице перехода от базиса к базису Обе матрицы имеют один и тот же определитель, отличный от нуля. Следовательно, уравнения (2) однозначно решаются относительно по правилу Крамера:
Разлагая в этих формулах числители по элементам столбца получаем
где
Определение 1.16. Пусть матрица – невырожденная матрица. Матрица
называется матрицей, обратной к матрице
Примеры решения задач
Пример 1. Дан векторы Показать, что векторы образуют базис трехмерного пространства и найти координаты вектора в этом базисе.
Решение. Дан вектор заданный в базисе
Составим матрицу перехода:
Три трехмерных вектора образуют базис, если они линейно независимы. Чтобы доказать линейную независимость векторов
вычислим определитель матрицы:
Так как невырожденная матрица, то существует обратная матрица Тогда координаты вектора в новом базисе равны:
Обратная матрица имеет вид:
Отсюда
Имеем
Задания для самостоятельного решения
1. Даны три вектора векторов Найти векторы: 1) 2) (ответ )
2. В треугольнике проведены медианы и Найти сумму векторов (ответ 0)
3. Векторы и являются диагоналями параллелограмма Выразить через векторы и векторы (ответ )
4. Представить вектор как линейную комбинацию векторов и (ответ )
5. При каких значениях и векторы и коллинеарны? (Ответ: )
6. Написать разложение вектора по векторам по векторам
7. В базисе заданы векторы Показать, что векторы образуют базис и выразить вектор в базисе
8. Представить вектор как линейную комбинацию векторов
9. Даны середины сторон треугольника Найти его вершины.
Достарыңызбен бөлісу: |