Тема . Линал и алгебра.

.08 Линейные пространства и подпространства. Линейная зависимость и независимость. Базис. Ранги.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#97549

Пусть W  ,W
  1  2   - подпространства пространства V  .

а) Пусть оказалось так, что dim W1 ∩ W2  = dim W1 + W2   . Что можно сказать тогда о взаимном расположении подпространств W1 ∩ W2   и W1 + W2   ?

b) Пусть оказалось так, что dim W1  = dim W2 = dim W1 ∩ W2   .

то можно сказать тогда о взаимном расположении подпространств W1, W2, W1 ∩ W2   ?

Показать ответ и решение

a) Поскольку, очевидно,

W1 ∩ W2  ⊂ W1 ( да собственно и ⊂ W2 ) ⊂ W1 + W2

То есть пересечение подпространств всегда является подпространством в их сумме, то в случае, если dim W1  ∩ W2 = dim W1 +  W2   , мы с уверенностью можем заключить, что

W1 ∩ W2 =  W1 + W2

Потому что вообще, если у подпространства размерность такая же, как и у пространства, в котором оно содержится, то они совпадают.

Действительно, пусть dim W  ∩ W  =  k = dim W   + W
      1    2            1     2   . Пусть e ,...,e
 1    k  - базис в W  ∩ W
  1    2   , g ,...,g
 1    k  - базис в W1  + W2   .

И вот если бы нашелся хотя бы один вектор u  такой, что

u ∈ W1 + W2,   н о u/∈W1 ∩ W2

то это бы означало, что этот вектор u  не является линейной комбинацией e1,...,ek  . А это значит, что система векторов {e ,...,e ,u}
  1     k - линейно независима.

Но все они e1,...,ek,u  лежат в W1 + W2   . Следовательно, все они должны выражаться через базис W1 + W2   , то есть через g1,...,gk  . Противоречие с основной леммой о линейной зависимости.

b) В таком случае эти подпространства тоже совпадают:

W1 = W2  = W1 ∩ W2

Поскольку

W1 ∩ W2 ⊂ W1

То в случае равенства

dim  W1 = dim W1 ∩ W2

мы получаем

W1 = W1  ∩W2

Аналогично, в случае равенства

dim  W2 = dim W1 ∩ W2

мы получаем

W2 = W1  ∩W2
Ответ:

a) В таком случае сумма этих подпространств совпадает с их пересечением;
b) В таком случае оба подпространства совпадают и, соответственно, оба совпадают с их пересечением;

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!