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[KOCW 선형대수] 5강. 벡터공간과 열벡터공간

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제 5강. 벡터공간과 열벡터공간

미지수 = 방정식 => Unique or No-Solution

미지수 > 방정식 => Infinitely or Many Solutions

Vector Spaces and Subspaces

  • Space : Set closed under addition & scalar multiplication
             원소갖는 집합, 덧셈 닫힘 / scala 곱 닫힘 ( 닫힘 = 포함, 가능 )

for any vectors  

for any scalar 

 (V는 벡터공간)

A real vector space (n-dimmensional)

(1) 

(2) $ x + ( y + z ) = ( x + y ) + z

(3) There is a unique "Zero vector", such that 

(4) For each , there is a unique vector , such that  ( 역원:unique하다)

(5) 

(6) $(C_1C_2)x = C_1(C_2x)

(7) 

(8) 

  •  and  should be cloased under addition and scalar multiplication => " Space " 

ex)  x  matrix 

2x2 matrix 이면  

  • Subspace : non-empty subset that satisfies the requirements for a vector space 

(i)  , for 

(ii)  , for 

=>  and  should be closed under vector addition and scalar multiplications in the subspace

  • different from subset 

ex) (i)  vectors on a plane(평면) which passes through the origin(원점)

(ii) the origin => smallest subspace

(iii)  vectors on a line which passes through the origin.

(iv) lower triangular matrices

  • The Column Space of A

  • Column space : contains all linear combinations of the columns of matrix A

 (mxn) =>

-> linear combinations of column vectors equals 

  • 는 Solvable할 수 있다. 만약  의 Column의 결합으로 표현될 수 있다면 가능하다. 그러면 는 column space에 있는 것이다. 

평면 위에 존재한다면 -> 해가 존재하고

평면 밖에 있다면 -> 해가 존재하지 않는다.

  • Column Space 

if  A라는 column space의 원소이다.

  • Column space 

(i) if  and  lie in the column space -> $A(x+x') = b + b'

-> 덧셈에 대해 닫혀있다.(가능하다)

(ii) if  lies in the column space -> 

-> 스칼라 곱에 대해 닫혀있다.

ex) (i) for any non-singular 5x5 matrix ->  (column) space

-> (5 pivots in Gauss Elimination )

(ii) Zero matrix -> 0 - dimensional space


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