Conceptos Fundamentales Espacios Vectoriales Álgebra Lineal
Clasificado en Física
Escrito el en español con un tamaño de 2,93 KB
Conceptos Fundamentales de Espacios Vectoriales
Espacio Vectorial
Un conjunto no vacío de vectores junto con dos operaciones: suma de vectores y producto de un escalar por un vector.
Subespacio Vectorial
Sea V un espacio vectorial sobre R. Un subconjunto no vacío U de V es un subespacio de V si U es un espacio vectorial con las mismas operaciones de suma y producto por escalares definidas en V.
Combinación Lineal
Sea V un espacio vectorial. Un vector u ∈ V es combinación lineal de los vectores v₁, v₂, ..., vn ∈ V si existen escalares λ₁, λ₂, ..., λn tales que:
u = λ₁v₁ + λ₂v₂ + ... + λnvn
Subespacio Generado por un Conjunto de Vectores
Sea V un espacio vectorial y S = {v₁, v₂, ..., vn} un conjunto de vectores de V. El subespacio generado por v₁, v₂, ..., vn se denota por <v₁, v₂, ..., vn> o <S>. Los vectores v₁, v₂, ..., vn generan a <v₁, v₂, ..., vn>.
Conjunto Generador
Sea V un espacio vectorial y S = {u₁, u₂, ..., un} un subconjunto de vectores de V. Diremos que S es un conjunto generador de V si <S> = V, es decir, todo vector de V es combinación lineal de los vectores de S.
Independencia y Dependencia Lineal
Sea V un espacio vectorial. Un conjunto {u₁, u₂, ..., un} de vectores de V se dice linealmente independiente si la única solución de la ecuación vectorial:
λ₁u₁ + λ₂u₂ + ... + λnun = 0v
es λ₁ = λ₂ = ... = λn = 0.
En caso contrario, dicho conjunto se dice linealmente dependiente.
Base de un Espacio Vectorial
Sea V un espacio vectorial. Un conjunto B = {v₁, v₂, ..., vn} de vectores de V es una base de V si:
- B es linealmente independiente.
- B genera a V, es decir, todo vector de V se expresa como combinación lineal de v₁, v₂, ..., vn.
A los escalares λ₁, λ₂, ..., λn ∈ R se les llama coordenadas del vector u respecto a la base B y se denota como [u]B.
Base Canónica o Estándar
Base cuyo número de vectores coincide con la dimensión del propio espacio vectorial. Los módulos de los vectores suelen ser unitarios.
Ej: En R³, la base canónica es {i, j, k}, donde i=(1, 0, 0), j=(0, 1, 0), k=(0, 0, 1).
Dimensión de un Espacio Vectorial
La dimensión de un espacio vectorial V de dimensión finita, denotada por dim(V), se define como el número de vectores que posee cualquier base de V. Se considera que el espacio vectorial {0} es de dimensión 0.
Ejs:
- dim(Rⁿ) = n
- dim(Pn(R)) = n + 1 (Polinomios de grado menor o igual a n)
- dim(Mn×m(R)) = n × m (Matrices de n filas y m columnas)