Basis (aljabar linear)

Vektor yang sama (panah berwarna biru tua) dapat dinyatakan dengan menggunakan dua basis yang berbeda (panah-panah berwarna ungu dan berwarna merah).

Dalam matematika, sebarang himpunan vektor B dalam suatu ruang vektor V disebut basis, jika setiap elemen di V dapat dituliskan sebagai kombinasi linear terhingga yang unik dari elemen-elemen di B. Koefisien-koefisien pada kombinasi linear tersebut disebut sebagai koordinat dari vektor terhadap B. Elemen-elemen dari basis disebut sebagai vektor basis. Basis juga dapat didefinisikan sebagai himpunan B yang elemen-elemennya saling bebas linear dan setiap elemen di V adalah kombinasi linear dari elemen-elemen di B.[1] Dengan kata lain, basis adalah himpunan merentang (spanning) yang bebas linear.

Suatu ruang vektor dapat memiliki beberapa basis; namun semua basis tersebut akan memiliki jumlah elemen yang sama, yang disebut sebagai dimensi dari ruang vektor. Artikel ini secara umum membahas ruang-ruang vektor berdimensi hingga. Akan tetapi, banyak prinsip yang disampaikan juga berlaku untuk ruang vektor dimensi tak-hingga.

Definisi

Basis untuk ruang vektor (atas medan ) adalah suatu himpunan bagian yang memenuhi:

  1. Setiap dapat dituliskan sebagai dengan .
  2. Jika representasi lain, maka dan ada suatu permutasi yang dan .

Sebarang basis dari suatu ruang vektor atas lapangan (seperti bilangan riil atau bilangan kompleks ) adalah suatu subset dari yang saling bebas linear dan merentang . Hal ini mengartikan suatu subset dari merupakan basis jika memenuhi dua syarat berikut:

kebebasan linear
Untuk setiap subset terhingga dari , jika untuk suatu di F, maka ;
merentang linear
Untuk setiap vektor , terdapat skalar di F dan vektor di B, sehingga .

Skalar-skalar disebut koordinat dari vektor terhadap basis , dan berdasarkan sifat pertama, nilai mereka unik (tunggal). Ruang vektor disebut berdimensi hingga jika ruang vektor tersebut memiliki basis dengan total elemen yang berhingga.

Vektor-vektor basis seringkali (dan terkadang harus) perlu memiliki urutan total untuk mempermudah pembahasan. Sebagai contoh, ketika basis digunakan untuk membahas orientasi, atau untuk membahas koefisien-koefisien vektor terhadap suatu basis tanpa perlu merujuk secara eksplisit elemen-elemen dari basis. Istilah basis terurut terkadang digunakan untuk mempertegas bahwa suatu urutan telah dipilih; yang sebenarnya menyebabkan basis bukan lagi sebagai suatu himpunan tak-terurut, melainkan sebagai suatu barisan (atau sejenisnya). Pembahasan lebih lanjut tersedia di bagian Koordinat di bawah.

Contoh

Gambar ini mengilustrasikan basis standar di yang elemennya adalah vektor biru dan oranye. Vektor hijau dapat dinyatakan sebagai kombinasi linear dari vektor-vektor basis, mengakibatkan vektor ini bergantung linear pada mereka.

Himpunan dari pasangan terurut bilangan riil adalah suatu ruang vektor dibawah operasi penjumlahan komponen-demi-komponendan perkaliandengan adalah sebarang bilangan riil. Contoh basis yang sederhana dari ruang vektor ini adalah himpunan yang berisi vektor dan . Kedua vektor ini membentuk sebuah basis (yang disebut basis standar) karena sebarang vektor di dapat ditulis secara unik sebagaiSebarang pasangan vektor yang saling bebas linear di , seperti dan , juga membentuk sebuah basis untuk . Secara umum, jika berupa lapangan, maka himpunan yang berisi rangkap-n elemen-elemen dari adalah sebuah ruang vektor, dibawah operasi penjumlahan dan perkalian yang serupa dengan contoh pembuka tadi. Misalkanadalah rangkap-n dengan semua komponennya bernilai 0, kecuali komponen ke-i, yang bernilai 1. Himpunan membentuk suatu basis (terurut) untuk yang disebut dengan basis standar dari Contoh yang berbeda terlihat pada gelanggang polinomial. Jika berupa lapangan, himpunan dari semua polinomial satu-variabel dengan koefisien-koefisiennya berada di , merupakan suatu ruang vektor. Salah satu basis untuk ruang ini adalah basis monomial B, yang berisi semua monomial:Contoh lain dari basis untuk ruang vektor tersebut adalah polinomial basis Bernstein dan polinomial Chebyshev.

Sifat-sifat

Banyak sifat dari basis terhingga merupakan hasil dari lema pertukaran Steinitz, yang menyatakan bahwa, untuk sebarang ruang vektor , dan sebarang penetapan himpunan merentang dan himpunan bebas linear berisi elemen dari , elemen dari dapat dipilih sedemikian rupa untuk ditukar dengan elemen-elemen di sehingga menghasilkan suatu himpunan merentang yang: mengandung , elemen-elemen yang lainnya berada di , dan memiliki jumlah elemen yang sama dengan . Sebagian besar sifat yang dihasilkan dari lema tersebut masih berlaku ketika tidak ada himpunan merentang yang terhingga, namun pembuktian untuk keadaan ini memerlukan aksioma pemilihan atau suatu bentuk yang lebih lemahnya, seperti lema ultrafilter.

Jika adalah ruang vektor atas lapangan , maka:

  • Untuk sebarang subset bebas linear dari sebarang himpunan merentang , terdapat suatu basis sehingga
  • memiliki basis (hal ini dapat dihasilkan dari sifat sebelumnya dengan memilih sebagai himpunan kosong, dan ).
  • Setiap basis dari memiliki kardinalitas yang sama, yang disebut dengan dimensi dari . Pernyataan ini dikenal sebagai teorema dimensi.
  • Sebarang himpunan pembangkit adalah basis dari jika dan hanya jika itu bersifat minimal, artinya, bukan subset sejati (proper subset) dari sebarang himpunan yang bebas linear.

Jika adalah ruang vektor berdimensi , suatu subset berisi elemen dari merupakan basis dari jika dan hanya jika:

  • Subset tersebut bebas linear;
  • Subset tersebut himpunan merentang dari .

Koordinat

Misalkan adalah ruang vektor berdimensi (hingga) atas lapangan , danadalah basis dari . Berdasarkan definisi dari basis, setiap di dapat ditulis secara unik sebagaidengan koefisien-koefisien adalah skalar (yaitu, elemen-elemen dari ), yang disebut sebagai koordinat dari atas . Akan tetapi, pembahasan terkait himpunan koefisien akan menghilangkan hubungan antara koefisien-koefisien dari elemen-elemen basis, dan beberapa vektor berbeda dapat memiliki himpunan koefisien yang sama. Sebagai contoh, vektor dan yang berbeda memiliki himpunan koefisien yang sama. Oleh karena itu, konsep basis terurut umum digunakan untuk mempermudah pembahasan. Hal ini dilakukan dengan mengindeks elemen-elemen basis menggunakan bilangan asli. Koordinat dari vektor juga diindeks dengan cara yang sama, sehingga vektor dapat dikarakterisasi seutuhnya dari barisan koordinat mereka.


Misalkan, seperti biasa, adalah himpunan rangkap-n dari elemen-elemen di ). Himpunan ini adalah ruang vektor-, dengan operasi penjumlahan dan perkalian skalar-nya dilakukan secara komponen-demi-komponen. Pemetaanadalah suatu isomorfisme linear dari ruang vektor pada (onto) . Dalam kata lain, adalah ruang koordinat dari , dan rangkap-n adalah vektor koordinat dari . Secara khusus, invers bayangan dari oleh adalah vektor , yang setiap komponennya bernilai 0, kecuali komponen ke-i yang bernilai 1. Himpunan membentuk suatu basis terurut bagi , yang disebut dengan basis standar atau basis kanonik.

Perubahan basis

Misalkan adalah ruang vektor berdimensi atas lapangan F. Untuk dua basis (terurut) dan , terkadang menguntungkan untuk menyatakan koordinat dari suatu vektor atas , dalam bentuk koordinat atas . Hal ini secara umum dilakukan karena pembahasan melibatkan ekspresi matematika yang menggunakan koordinat lama.

Umumnya, koordinat vektor-vektor basis baru dinyatakan atas basis lama, yakni,Jika dan adalah koordinat vektor , masing-masing atas basis lama dan atas basis baru, maka rumus perubahan basis adalahUntuk Rumus tersebut dapat ditulis lebih ringkas dengan menggunakan notasi matriks. Misalkan adalah matriks dengan entri-entri , danadalah vektor kolom dari koordinat masing-masing atas basis lama dan atas basis baru. Rumus perubahan basis dapat ditulis sebagaRumus ini dapat dibuktikan dengan menguraikan vektor pada kedua basis: di satu sisi kita memilikidan di sisi lain,Karena penguraian vektor atas suatu basis bersifat unik, kita dapatkan hubunganuntuk i = 1, ..., n.

Bukti bahwa semua ruang vektor memiliki basis

Misalkan adalah sebarang ruang vektor atas lapangan , dan adalah himpunan semua subset yang bebas linear di . Himpunan tidak kosong karena berisi himpunan kosong (yang merupakan subset dari dan bebas linear). Himpunan juga terurut parsial oleh operasi inklusi, yang dinyatakan secara umum dengan .

Misalkan adalah suatu subset dari yang terurut total oleh , dan misalkan adalah gabungan dari semua elemen di . Karena terurut total, setiap subset terhingga dari adalah suatu subset dari suatu elemen di , yang merupakan suatu subset bebas linear dari . Akibatnya, juga bersifat bebas linear, sehingga termasuk elemen dari . Hal ini mengartikan adalah batas atas bagi dalam : himpunan itu adalah elemen dari , dan berisi semua elemen dari .

Karena tak-kosong, dan semua subset terurut total dari memiliki batas atas dalam , lema Zorn menyatakan bahwa memiliki elemen maksimal. Dalam kata lain, terdapat elemen di yang memenuhi kondisi: kapanpun untuk suatu elemen dari , maka .

Karena elemen dari , kita menyimpulkan adalah subset yang bebas linear di . Sekarang kita cukup membuktikan adalah basis dari .

Anggap ada suatu vektor di yang tidak berada dalam rentang (span) dari , maka bukan menjadi elemen dari . Misalkan . Himpunan ini adalah elemen dari (karena tidak berada dalam rentang , dan bebas linear) mengakibatkannya merupakan subset yang bebas linear di . Karena namun (karena mengandung yang tidak ada di ), hal ini berkontradiksi dengan maksimalitas dari . Alhasil, merentang .

Kita dapatkan bebas linear dan merentang , menjadikannya sebagai basis bagi dan membuktikan bahwa semua ruang vektor memiliki basis. Bukti ini membutuhkan lema Zorn, yang setara dengan aksioma pemilihan. Kebalikan dari hubungan di atas juga telah dibuktikan, bahwa jika semua ruang vektor memiliki basis, maka aksioma pemilihan benar.[2] Akibatnya, dua pernyataan ini bersifat setara.

Catatan kaki

  1. ^ Halmos, Paul Richard (1987). Finite-Dimensional Vector Spaces (edisi ke-4th). New York: Springer. hlm. 10. ISBN 978-0-387-90093-3. 
  2. ^ Blass 1984

Referensi

Referensi umum

Referensi sejarah

Pranala luar

Read other articles:

Forcipiger Forcipiger flavissimusTaksonomiKerajaanAnimaliaFilumChordataKelasActinopteriOrdoChaetodontiformesFamiliChaetodontidaeGenusForcipiger Jordan, 1898 lbs Forcipiger adalah sebuah genus ikan dalam keluarga Kepe-kepe (Chaetodontidae). Genus tersebut tersebar di seluruh wilayah Indo-Pasifik. Spesies Tiga spesies yang diakui dalam genus tersebut:[1][2] Forcipiger flavissimus D. S. Jordan & E. A. McGregor, 1898 Forcipiger longirostris (Broussonet, 1782) Forcipiger wanai ...

 

 

Özkan Yıldırım Özkan Yildirim, pemain sepak bola Jerman (2016)Informasi pribadiNama lengkap Özkan YıldırımTanggal lahir 10 April 1993 (umur 30)Tempat lahir Sulingen, JermanTinggi 1,72 m (5 ft 8 in)Posisi bermain GelandangInformasi klubKlub saat ini SV Werder BremenNomor 32Karier junior TuS Sulingen SV Werder BremenKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)2011– SV Werder Bremen II 1 (0)2012– SV Werder Bremen 0 (0) * Penampilan dan gol di klub senior hanya dihitung ...

 

 

KeturaBiografiKeluargaPasangan nikahAbraham AnakZimranYoksanMedan bin AbrahamMidianIsybakShuah (en) Ketura (Ibrani: קְטוּרָהcode: he is deprecated , Ktura, Qəṭûrā, artinya dupa atau kemenyan; Inggris: Keturahcode: en is deprecated ) adalah istri ke-3 (atau gundik[1]) Abraham menurut Alkitab Ibrani dan Perjanjian Lama Alkitab Kristen.[2] Abraham mengambil Ketura sebagai istrinya setelah Sara meninggal[3] dan sebelum Ishak dan Ribka mempunyai anak, sebab Rib...

2017 US political controversy This article is part of a series aboutDonald Trump Business and personal Business career The Trump Organization wealth tax returns Media career The Apprentice bibliography filmography Eponyms Family Foundation American football Golf Honors Public image in popular culture SNL parodies handshakes Legal affairs Sexual misconduct allegations Nicknames pseudonyms Racial views Comments on John McCain Conspiracy theories Residences Rhetoric 45th President of the United ...

 

 

منتخب إيطاليا لكرة القدم Nazionale di calcio dell'Italia معلومات عامة بلد الرياضة  إيطاليا الفئة منتخب كرة قدم للرجال رمز الفيفا ITA  تاريخ التأسيس 1898  الاتحاد الاتحاد الإيطالي لكرة القدم كونفدرالية يويفا (أوروبا) الملعب الرئيسي ملعب أولمبيكو، روما الموقع الرسمي الموقع الرسمي ...

 

 

Об экономическом термине см. Первородный грех (экономика). ХристианствоБиблия Ветхий Завет Новый Завет Евангелие Десять заповедей Нагорная проповедь Апокрифы Бог, Троица Бог Отец Иисус Христос Святой Дух История христианства Апостолы Хронология христианства Ран�...

Wiccan ritual This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Great rite – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (January 2012) (Learn how and when to remove this template message) Part of a series onWiccaPentacle History of Wicca History of Wicca Etymology of Wicca Bricket Wood coven New Forest coven ...

 

 

American science fantasy media franchise Tales of ArcadiaCreated by Guillermo del Toro[1] Daniel Kraus Original workTrollhunters (2015 novel)OwnerNetflix / DreamWorks Animation (Universal Pictures)Years2016–2021Print publicationsNovel(s) Trollhunters (2015) Trollhunters: The Adventure Begins (2017) Trollhunters: Welcome to the Darklands (2017) Trollhunters: The Book of Ga-Huel (2018) Trollhunters: Age of the Amulet (2018) Trollhunters: The Way of the Wizard (2018) Trollhunters: Ango...

 

 

Form of a cable railway system for steep gradient, similar to a funicular This article is about the elevator similar to a funicular. For the chair stairlift, see stairlift. Inclinator redirects here. The term may also refer to inclined moving walkway. This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Inclined elevator – news · ...

Creator god in the religion of the Muisca people of Colombia ChiminigaguaSupreme beingCreator of the worldMember of Muisca religionSun Temple, place of worship to ChiminigaguaOther namesChiminichagua, ChimichaguaAffiliationBachué, BochicaRegionAltiplano Cundiboyacense ColombiaEthnic groupmuisca OffspringChía, Sué, Cuchavira Tunjo of a mother with child in her arms, in goldThese objects were thrown in water bodies at ceremonies to creator god Chiminichagua.Gold Museum, Bogotá Chiminig...

 

 

Office of the United Nations Secretariat Office of the Special Representative of the Secretary-General on Sexual Violence in ConflictEmblem of the United NationsIncumbentPramila Pattensince 2017 (2017)United NationsUnited Nations SecretariatSeatUnited Nations HeadquartersNew York City, New York, U.S.Constituting instrumentUnited Nations Security Council Resolution 1888Inaugural holderMargot WallströmFormationSeptember 30, 2009; 14 years ago (2009-09-30)Websitewww....

 

 

Pour les articles homonymes, voir Carr et Johnson. Pearl Carr et Teddy Johnson Pearl Carr et Teddy Johnson en 1962.Informations générales Pays d'origine Angleterre, Royaume-Uni Années actives 1955-années 1960 Composition du groupe Membres Pearl Carr, Teddy Johnson modifier Pearl Lavinia Carr (née le 2 novembre 1921 à Exmouth et morte le 16 février 2020[1]) et Teddy Johnson (né Edward Victor Johnson le 4 septembre 1919 à Surbiton et mort le 5 juin 2018) sont un duo mari et femme brit...

Cet article est une ébauche concernant l’Écosse. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Turriff en scots : Turra en écossais : Torraibh Turriff Administration Pays Royaume-Uni Nation Écosse Council area Aberdeenshire Région de lieutenance Aberdeenshire Force de police Police Scotland Incendie Scottish Fire and Rescue Service Ambulance Scottish Ambulance Service Code postal AB53 Démogra...

 

 

2020年夏季奥林匹克运动会波兰代表團波兰国旗IOC編碼POLNOC波蘭奧林匹克委員會網站olimpijski.pl(英文)(波兰文)2020年夏季奥林匹克运动会(東京)2021年7月23日至8月8日(受2019冠状病毒病疫情影响推迟,但仍保留原定名称)運動員206參賽項目24个大项旗手开幕式:帕维尔·科热尼奥夫斯基(游泳)和马娅·沃什乔夫斯卡(自行车)[1]闭幕式:卡罗利娜·纳亚(皮划艇)&#...

 

 

MessinaNama lengkapFootball Club Messina Peloro SRLJulukanGiallorossi (Kuning Merah)Berdiri1972StadionStadio San Filippo Messina, Italia(Kapasitas: 40.200)Ketua Pietro FranzaManajer Bruno GiordanoLigaSerie A2005-0617 Kostum kandang Kostum tandang Associazione Calcio Rinascita Messina merupakan klub sepak bola Italia yang bermain di Liga Italia Seri D. Bermarkas di Messina, Sicilia, Italia. Didirikan tahun 1972 sebelumnya bernama ACR Messina pada tahun 1900. Pada bulan Juli 2008 Messina dikelu...

Військово-музичне управління Збройних сил України Тип військове формуванняЗасновано 1992Країна  Україна Емблема управління Військово-музичне управління Збройних сил України — структурний підрозділ Генерального штабу Збройних сил України призначений для планува...

 

 

Not to be confused with Mississagi River Provincial Park. Provincial park in Ontario, Canada Mississagi Provincial ParkIUCN category II (national park)Island in Mississagi Provincial ParkLocationAlgoma District, Ontario, CanadaNearest townElliot LakeCoordinates46°35′18″N 82°41′18″W / 46.5883°N 82.6883°W / 46.5883; -82.6883[1]Area8,328 ha (32.15 sq mi)[2]DesignationNatural EnvironmentEstablished1965 (officially regulated i...

 

 

Erosion of hard substrates by living organisms Sponge borings (Entobia) and encrusters on a modern bivalve shell, North Carolina. IUPAC definition This definition describes the chemical process of bioerosion, specifically as it applies to biorelated polymers and applications, rather than the geological concept, as covered in the article text. Surface degradation resulting from the action of cells. Note 1: Erosion is a general characteristic of biodegradation by cells that adhere to a surface ...

I puritani e i cavalieriI puritani, caricatura del 1835Lingua originaleitaliano GenereOpera seria[1] MusicaVincenzo Bellini LibrettoCarlo Pepoli(libretto online) Fonti letterarieJacques-François Ancelot e Joseph Xavier Boniface (Saintine), Têtes rondes et Cavaliers (1833) Attitre (due nella versione napoletana) Epoca di composizioneaprile 1834 - gennaio 1835 Prima rappr.24 gennaio 1835 TeatroThéâtre de la comédie italienne, Parigi Versioni successive 10 aprile, 1986, Teatro Petru...

 

 

منتخب المكسيك لكرة القدم Selección de fútbol de México معلومات عامة اللقب El Tricolor (ثلاثي الألوان) بلد الرياضة  المكسيك الفئة كرة القدم للرجال  رمز الفيفا MEX  تاريخ التأسيس 9 أغسطس 1927  الاتحاد الاتحاد المكسيكي لكرة القدم كونفدرالية كونكاكاف (أمريكا الشمالية والوسطى والكاريبي) ...