A vektortér, más néven lineáris tér a lineáris algebra egyik legalapvetőbb fogalma, amelyhez a geometriában (is) használt vektor fogalmának általánosítása vezet. A vektorokkal végezhető műveletek legelemibb tulajdonságait axiomatikusan definiálja, ezáltal egy algebrai struktúra-típus keletkezik. A lineáris tér a mi szokásos síkunk és terünk általánosítása többdimenziós terekre. Jelentősége nem csupán elméleti, a fizikában, informatikában, a komputergrafikában, számos más elméleti és alkalmazott tudományágban; nemkülönben a matematika számos területén fontos szerepet játszik.
Formális definíció
Legyen F egy test. Egy V nemüres halmazt vektortérnek nevezünk az F test felett, ha
V halmazon értelmezve van egy összeadás nevű művelet, V × V → V függvény, ∀ u, v ∈ V elempárhoz hozzárendel egy és csak egy V-beli elemet (u+v), valamint
F és V között értelmezve van egy skalárral való szorzás nevű művelet, F × V → V függvény, ∀ λ ∈ F és v ∈ V elempárhoz egyértelműen hozzárendel egy V-beli elemet (λv),
úgy, hogy az alábbi azonosságok, úgynevezett vektortér-axiómák teljesülnek:
∀ λ ∈ F és u, v ∈ V: λ(u + v) = λu + λv. (disztributivitási szabály)
∀ λ, μ ∈ F és v ∈ V: (λ + μ)v = λv + μv.(disztributivitási szabály)
∀ λ, μ ∈ F és v ∈ V: λ(μv) = (λμ)v. (asszociativitási szabály)
∀ v ∈ V: 1v = v, ahol 1 az F test egységeleme.
Formálisan tehát úgy definiálhatjuk a vektortereket, figyelembe véve, hogy egy test,
az F feletti vektortér egy algebrai struktúra, a következő formában
úgy, hogy
Abel-csoport,
skalárral való szorzás, melyre teljesülnek a fent említett disztributivitási szabályok.
Ekkor a V vektortér struktúráját a következőképpen is jelölhetjük
V elemeit vektoroknak, F elemeit skalároknak nevezzük.
Megkülönböztetünk úgynevezett speciális vektortereket is, amelyeken még egyfajta szorzás is értelmezett.
Ilyenek például a skaláris szorzattal ellátott euklideszi terek.
Elemi tulajdonságok
V Abel-csoport
nullvektor és az additív inverz unicitása,
bármely u,v,w,t ∈ V: az u+x = v, és y+w = t egyenletek egyértelműen megoldhatók V-ben x és y-ra,
összeadás asszociativitása és kommutativitása miatt többtagú összegek esetén a zárójelezés és a tagok sorrendje is tetszőlegesen megváltoztatható.
További következmények
bármely λ ∈ F: λ0 = 0,
bármely v ∈ V: 0v = 0, ahol 0 az F test nulleleme,
bármely v ∈ V: (-1)v = -v, ahol -1 az F test egységelemének additív inverze,
ha λv = 0, akkor λ = 0 vagy v = 0.
(-λ)v = -(λv) = λ(-v)
Példák
A lineáris tér egy nagyon általános fogalom, rengeteg példa van rá a matematikában. Nagyon sok olyan matematikai fejezetben is megjelenik, amit szerteágazóan alkalmaznak a fizika számos területén, például a funkcionálanalízis vagy éppen a differenciálgeometria, hogy csak néhányat említsünk.
a közönséges síkbeli és térbeli, origóból kiinduló vektorok a valós test felett a szokásos vektorösszeadásra és skalárral való szorzásra nézve,
a valós számn-esek felett, a komplex szám n-esek felett, és
általában F n, F felett (F tetszőleges test), a szokásos módon értelmezett, komponensenként végzett műveletekre; ezeket a vektorokat általában oszlopvektorként ábrázolják,
F n × k, F felett, azaz az n×k-as mátrixokF test felett, a mátrixok szokásos, komponensenkénti összeadására és skalárral való szorzására nézve.
F [x], azaz az F feletti polinomok, F felett, a polinomok összeadására és skalárral való szorzására nézve,
a legfeljebb n-edfokú polinomok F felett,
valós számsorozatok a valós test felett a szokásos műveletekre,
az intervallumon folytonos -be képező függvények a valós test felett, a szokásos pontonkénti összeadásra, és skalárral való szorzásra nézve,
az intervallumon Riemann-integrálható-be képező függvények a valós számok teste felett, a szokásos pontonkénti összeadásra, valamint a skalárral való szorzásra nézve,
a komplex számok a valós test felett, a komplex számok körében értelmezett műveletekre,
a komplex számok a komplex számok teste felett,
a valós számok a valós számok teste felett,
a komplex számok a valós számok felett,
a valós számok a racionális számok felett,
általában, testbővítés esetén a bővebb test a szűkebb felett,
a valószínűségi változók a szokásos összeadásra és skalárral való szorzásra nézve,
az euklideszi sík, illetve tér eltolásai, hiszen az eltolások egymás utáni végzése megfelel a vektorok összeadásának, és a skalárszoros eltolás megfelel az eltolásvektor skalárszorosának. A nullelem az identitás, aminek megfelelője a nullvektor.
Egy F test feletti V vektortér egy nemüres W ⊆ V részhalmazát altérnek nevezzük V-ben, ha W maga is vektortér ugyanazon F test felett ugyanazokra a V-beli vektorműveletekre, precízebben ezeknek a műveleteknek W-re történő megszorításaira nézve. Jelölése W ≤ V. Mivel W vektortér, azért tartalmazza a nullvektort.
Minden vektortér tartalmazza önmagát és a csak nullvektorból álló vektorteret. Minden altér előáll a másik vektortér képeként úgy, hogy egy lineáris leképezés leképez egy másik vektorteret a tartalmazó vektortérbe; és magtérként is úgy, hogy egy lineáris leképezés leképezi a tartalmazó vektorteret egy másik vektortérbe. Ekvivalenciaosztályok képzésével egy vektortérből és alteréből hányadostér, más néven vektortér állítható elő; ami összefügg az altérnek azzal a tulajdonságával, hogy előáll képként, lásd homomorfizmustétel.
Lineáris leképezések
A lineáris leképezések egy vektorteret egy másikba képeznek a struktúra megtartásával. Az univerzális algebra szerint homomorfizmusok a vektorterek között. Egy ugyanazon test fölött definiált vektorteret vektortérbe vivő függvény lineáris leképezés, ha minden és minden esetén:
Ekkor kompatibilis a struktúrákkal, amelyek a vektorteret felépítik: az összeadással és a skalárral szorzással. Két vektortér izomorf, ha van köztük bijektív lineáris leképezés, vagyis van inverz függvény. Ez az inverz függvény automatikusan lineáris. Az izomorf vektorterek nem különböznek egymástól struktúrájukban.
V vektortér v1, v2, …, vk tetszőleges vektorai és
λ1, λ2, …, λk ∈ F skalárok.
Ekkor a ∈ V vektort a vi vektorok, λi skalárokkal képzett lineáris kombinációjának nevezzük.
Egy V vektortér véges sok vektoráról akkor mondjuk, hogy lineárisan függetlenek, ha lineáris kombinációjukcsak úgy lehet a nullvektor, ha mindegyik skalár szükségképpen 0.
Végtelen sok vektor lineáris függetlenségén azt értjük, hogy közülük bármely véges sok lineárisan független.
A v1,…,vn ∈ V vektorok lineárisan összefüggőek, ha lineárisan nem függetlenek, tehát
nem mind nulla skalár, azaz közülük legalább egy nem nulla, hogy
Lineáris burok
Néhány vektor lineáris burka az a vektorhalmaz, ami előáll a vektorok lineáris kombinációjaként. Ez egy altér, és a legkisebb vektortér, ami a vektorokat tartalmazza.
A bázis a lineáris algebrában egy olyan vektorhalmazt jelent, mely vektorainak lineáris kombinációi reprezentálják egy megadott vektortér valamennyi vektorát, valamint e vektorhalmaz semelyik eleme sem fejezhető ki a többi elem lineáris kombinációjával.
Tehát bázison lineárisan független generátorrendszert értünk.
Feltéve a kiválasztási axiómát, a Zorn-lemma biztosítja, hogy minden vektortérnek van bázisa. A Zermelo-Frankel axiómarendszerben ez az állítás ekvivalens a kiválasztási axiómával.
Ha egy vektort kifejezzük egy generátorrendszer elemeinek lineáris kombinációjaként, akkor a lineáris kombinációban szereplő skalárok a vektor koordinátái az adott bázisban. Egy generátorrendszerben a vektortér minden vektora kifejezhető koordinátákkal; azonban, ha a generátorrendszer nem lineárisan független, akkor ez nem egyértelmű; viszont egy bázisban a koordináták már egyértelműek. Ez megkönnyíti a számításokat, mivel a vektorok helyett koordinátavektorok használhatók.
Ha adott egy V vektortér, akkor minden bázisának elemszáma, számossága ugyanaz. Ez a számosság a V vektortér dimenziója.
Ha a vektortérnek nincs véges generátorrendszere, akkor dimenziója végtelen.
A 0 tér dimenziója: 0.
Két, azonos test fölötti vektortér akkor és csak akkor izomorf, ha dimenziójuk megegyezik. Ez lehetővé teszi, hogy a vektorterek bázisainak elemei megfeleljenek egymásnak, ami kiterjeszthető lineáris leképezéssé; így a véges vektorterek közötti lineáris leképezések mátrixszal ábrázolhatók.
A vektorterek halmazán az izomorfia meghatároz egy osztályozást. Ez az osztályozás a halmazt diszjunkt részhalmazok uniójára bontja fel.
Két vektortér akkor és csak akkor kerül ugyanabba az osztályba, ha izomorf.
E reláció reflexív, szimmetrikus és tranzitív, vagyis az izomorfia ekvivalenciareláció.
Magtér, képtér
Ha tetszőleges lineáris leképezés, akkor a magtér és a képtér
Megjegyzés: a magtér a V, a képtér a W vektortér altere.
Tulajdonságok
Véges dimenziós vektorterek tulajdonságai
Egy lineáris leképezés akkor és csak akkor izomorfizmus, ha
Ha V vektortér F felett, valamint
Ugyanazon F test feletti véges dimenziós vektorterekre fennáll:
A dimenziótétel azt állítja, hogy tetszőleges lineáris leképezés képterében illetve magterében lévő bármely lineáris független generátorrendszer összelemszáma a kiindulási vektortér dimenziójával egyenlő. Formálisan
V1 és V2, két tetszőleges, véges dimenziós vektortér ugyanazon F test felett, továbbá tetszőleges lineáris leképezés V1-ből V2-be. Ekkor
Az algebrában egy struktúra egy másikra vett leképezése homomorfizmus, ha megtartja az adott struktúrán végezhető műveleteket. Például vektortér esetén ez azt jelenti, hogy a leképezés megőrzi az összeadást és a skalárral szorzást. Legyenek , vektorterek az test fölött; ekkor homomorfizmus, ha minden és minden esetén:
ami éppen a lineáris leképezés definíciója.
Faktortér
V egy tetszőleges vektortér F felett, és U egy tetszőleges altere V-nek. A
halmazok, ahol v befutja az egész vektorteret, diszjunkt részhalmazok uniójára bontják V-t, ugyanis ha akkor és diszjunkt, ha akkor
Definiálunk két műveletet e halmazok körében
Az ily módon definiált műveletek egyértelműek, mivel
Így egy vektorteret kaptunk, melyet a V vektortér U altere szerinti faktorterének nevezünk, vagy röviden a faktortér, szokás hányadosterének is nevezni.
A faktortér elemei a vektorhalmazok, az additív egységelem a
Direkt összeg
Ha vektorterek ugyanazon test fölött, akkor direkt összegük az a vektortér, melynek elemei úgy képződnek, hogy az első komponens az első, a második komponens a második vektortér eleme:
A vektorokat komponensenként adjuk össze és a skalárral szorzást is komponensenként végezzük. A vektortér dimenziója a tagok dimenziójának összege. Az összeg elemeit helyett írják úgy is, mint . A direkt összeg általánosítható véges és végtelen tagra is; utóbbi esetén csak véges sok tag különbözhet a nullvektortértől.
Direkt szorzat
Ha vektorterek ugyanazon test fölött, akkor direkt szorzatuk az a vektortér, melynek elemei úgy képződnek, hogy az első komponens az első, a második komponens a második vektortér eleme:
.
A vektorokat komponensenként adjuk össze és a skalárral szorzást is komponensenként végezzük. A vektortér dimenziója a tagok dimenziójának összege. A direkt összeg általánosítható véges és végtelen tényezőre is; utóbbi esetben akár végtelen sok tényező is különbözhet a nullvektortértől.
Tenzorszorzás
Ha vektorterek ugyanazon test fölött, akkor tenzorszorzatukat
jelöli. A tenzorszorzat elemeinek bilineáris ábrázolása:
,
ahol az elemek skalárok, bázis -ben és bázis -ben. Ha vagy végtelen dimenziós, akkor csak véges sok tag különbözhet nullától. Ekkor dimenziója és dimenziójának szorzata. A tenzorszorzás is általánosítható több vektortérre.
Vektorterek további struktúrával
A matematika több alkalmazásában, például a geometriában és az analízisben van, hogy nem elegendő a vektortér struktúra, hanem még további struktúrát is feltételezni kell; így biztosítva például normát vagy határérték létezését. Például:
euklidészi vektorterek: skalárszorzattal ellátott valós vektortér. A prehilbertterek speciális esete.
normált tér: egy olyan vektortér, amiben a vektoroknak hossza (normája) van. Ez egy nemnegatív szám, amire teljesül a háromszög-egyenlőtlenség.
prehilberttér: skalárszorzattal ellátott valós vagy komplex vektortér. Egy ilyen térben a vektorok hossza mellett még a vektorok szöge is definiálható. A topologikus vektortér speciális esete.
topologikus vektortér: topologikus tér fölötti vektortér, ahol a vektorok összeadása és a skalárral szorzás folytonos műveletek.
unitér vektortér: többnyire komplex vektortér skalárszorzattal ellátva. A prehilberttér speciális esete.
Topologikus vektorterekben kezelhető a konvergencia, a teljesség és az egyenletes konvergencia. A teljes normált terek Banach-terek, a teljes prehilbertterek Hilbert-terek.
Általánosítások
Ha a teret test helyett gyűrű felett definiáljuk, akkor modulust kapunk. Egyes szerzők csak kommutatív gyűrűk fölött definiálnak modulusokat. A kommutatív gyűrűk fölötti modulusok az Abel-csoport és a vektortér közös általánosításai.
Egyes szerzők a ferdetestek fölötti modulusokat is vektortérnek nevezik. Kommutativitás hiányában beszélhetünk bal- és jobbvektorterekről. Ez a helyzet összehasonlítható nem kommutatív gyűrűk fölötti modulusokkal. A cikkben megadott definíció ekkor a balvektorterekhez vezet, mivel a skalár a bal oldalon áll. A jobbvektorterek ennek tükörképi párjai, a skalár jobb oldalon jelenik meg. Több alapvető eredmény átvihető ferdetestek fölé, például bázis létezése.
Ha test helyett féltestet veszünk, akkor félvektorteret kapunk.
Egy másik általánosítás a vektornyaláb, ami vektorterek egy topologikus tér pontjaival paraméterezett családja.
Történeti megjegyzés
Bartel Leendert van der Waerden megjegyzi, hogy tudomása szerint az n-dimenziós vektortér fogalmát először Hermann Günther Graßmann használta 1844-ben megjelent Die lineale Ausdehnungslehre című könyvében. Implicit már korábban is használták a fogalmat.
Ez a szócikk részben vagy egészben a Vektorraum című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Dewan Perwakilan Rakyat RIPeriode 2019–2024 2014–2019 ← → 2024–2029 Gedung DPR/MPR (2008) Periode: 1 Oktober 2019 – 30 September 2024 Ketua: {{{ketua}}} Wakil Ketua: {{{wakil_ketua}}} Jumlah Anggota: 575 orang Fraksi: PDI-P (128) Golkar (85) Gerindra (78) NasDem (59) PKB (58) Demokrat (54) PKS (50) PAN (44) PPP (19) Dewan Perwakilan Rakyat Republik Indonesia periode 2019–2024 (disingkat DPR RI periode 2019...
Russian football club Football clubFC MordoviaFull nameФутбольный клуб Мордовия Саранск(Football Club Mordovia Saransk)Nickname(s)Krasno-Belo-Siniye (The Red-White-Blue) Mordva (Mordovians)Founded1961Dissolved2020GroundMordovia ArenaCapacity44,442ChairmanNikolai LevinManagerMarat MustafinLeague–2019–20FNL, 20th (relegated)WebsiteClub website Home colours Away colours Third colours FC Mordovia Saransk (Russian: ФК Мордовия Саранск) was a Russia...
Location of Richland Parish in Louisiana This is a list of the National Register of Historic Places listings in Richland Parish, Louisiana. This is intended to be a complete list of the properties on the National Register of Historic Places in Richland Parish, Louisiana, United States. The locations of National Register properties for which the latitude and longitude coordinates are included below, may be seen in a map.[1] There are 9 properties listed on the National Register in the...
Russian politician In this name that follows Eastern Slavic naming customs, the patronymic is Kutsukovich and the family name is Taysaev. Kazbek TaysaevКазбек ТайсаевDeputy of the 8th State DumaIncumbentAssumed office 19 September 2021Deputy of the 7th State DumaIn office5 October 2016 – 12 October 2021Deputy of the 6th State DumaIn office21 December 2011 – 5 October 2016 Personal detailsBorn (1967-02-12) 12 February 1967 (age 57)Chikola, North ...
Community college in Champaign, Illinois, US This article is about the college in Illinois. For the college in Canada, see Parkland College (Saskatchewan). For other uses, see Parkland (disambiguation). 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: Parkland College – news · newspapers · books · scholar · J...
Artikel atau sebagian dari artikel ini mungkin diterjemahkan dari landing gear di en.wikipedia.org. Isinya masih belum akurat, karena bagian yang diterjemahkan masih perlu diperhalus dan disempurnakan. Jika Anda menguasai bahasa aslinya, harap pertimbangkan untuk menelusuri referensinya dan menyempurnakan terjemahan ini. Anda juga dapat ikut bergotong royong pada ProyekWiki Perbaikan Terjemahan. (Pesan ini dapat dihapus jika terjemahan dirasa sudah cukup tepat. Lihat pula: panduan penerjemaha...
Smith berperan sebagai Earl of Dorincourt dalam Little Lord Fauntleroy (1936) Sir Charles Aubrey Smith CBE (21 Juli 1863 – 20 Desember 1948), yang dikenal dalam dunia perfilman dengan sebutan C. Aubrey Smith, adalah seorang pemain kriket asal Inggris yang menjadi pemeran film dan panggung. Ia berperan dalam versi bersuara pertama dari The Prisoner of Zenda (1937). Di Hollywood, ia menghimpun para pemeran Inggris dalam sebuah tim kriket, bermain dalam pertandingan-pertandingan ...
Pour les articles homonymes, voir 92e division d'infanterie. 92nd Infantry Division Insigne d'épaule de la division Création 1917 1942 Dissolution 1919 1945 Pays États-Unis Branche United States Army Type Infanterie Surnom Buffalo Soldiers Devise Deeds, not Words Guerres Première Guerre mondialeSeconde Guerre mondiale Batailles Offensive Meuse-Argonne Ligne gothique Offensive de printemps 1945 en Italie Commandant historique Edward M. Almond modifier La 92e division d'infanter...
Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus. Cet article n’est pas rédigé dans un style encyclopédique (juin 2021). Vous pouvez améliorer sa rédaction ! Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus. Cet article ne cite pas suffisamment ses sources (juin 2021). Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de complé...
Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Oktober 2022. Gereja HallgrímurHallgrímskirkjaBerkas:Reykjavik's-church.jpgHallgrímskirkja64°08′30″N 21°55′36″W / 64.1417°N 21.9266°W / 64.1417; -21.9266Koordinat: 64°08′30″N 21°55′36″W / 64.1417°N 21...
CauciIl popolo dei Cauci era stanziato lungo la costa settentrionale della Germania Magna,[1][2] attorno al 98, vivente Tacito (De origine et situ Germanorum) Nomi alternativiChauci, Chauchi, Cauchi SottogruppiGermani occidentali (Ingaevones[1][3]) Luogo d'originelungo la costa del Mare del Nord,[2] tra il fiume Ems e il fiume Elba,[3] nei dintorni delle odierne Frisia orientale,[4] Oldenburg, Brema e Hannover LinguaLingue germanich...
此條目需要补充更多来源。 (2021年7月4日)请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目,无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除。致使用者:请搜索一下条目的标题(来源搜索:美国众议院 — 网页、新闻、书籍、学术、图像),以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源(判定指引)。 美國眾議院 United States House of Representatives第118届美国国会众议院徽章 众议院旗...
Li WenliangLahir(1986-10-12)12 Oktober 1986Beizhen, Liaoning, Republik Rakyat TiongkokMeninggal7 Februari 2020(2020-02-07) (umur 33)Wuhan, Hubei, Republik Rakyat TiongkokPekerjaanDokter mataDikenal atas Whistleblower pertama yang mencoba memperingatkan masyarakat tentang wabah koronavirus Li Wenliang (Hanzi: 李文亮; Pinyin: Lǐ Wénliàng; 12 Oktober 1986 – 7 Februari 2020) adalah seorang dokter mata Tiongkok di Rumah Sakit Pusat Wuhan, yang dianggap sebagai o...
Country in Southeast Asia Siam redirects here. For other uses, see Siam (disambiguation). Kingdom of Thailandราชอาณาจักรไทย (Thai)Ratcha-anachak Thai Flag Emblem Anthem: เพลงชาติไทยPhleng Chat ThaiThai National AnthemRoyal anthem: สรรเสริญพระบารมีSansoen Phra BaramiGlorify His PrestigeShow globeShow map of ASEANLocation of Thailand (green)– in Asia (dark grey & grey)...
American musician James BowmanBowman performing with Against Me! in 2007Background informationBirth nameJames Robert BowmanBorn (1980-05-14) May 14, 1980 (age 44)St. Petersburg, FLOriginGainesville, Florida, United StatesGenresPunk rock, folk punkOccupation(s)Musician, songwriter, singer, guitaristInstrument(s)Vocals, GuitarYears active1990s–presentLabelsNo Idea, Sabot, Fat Wreck Chords, Sire, Total TrebleWebsitewww.againstme.netMusical artist James Robert Bowman (born May 14, 1980) is...