
1. 数组空间 𝐹
𝑛
按数组向量的加法与数乘构成线性空间
2. 所有的 𝑛 元的一次方程全体 𝐸
𝑛
按线性方程的加法与数乘构成线性空间
3. 所有次数不超过 𝑛 的多项式全体 𝐹
𝑛
[𝑥] 按多项式的加法, 数与多项式的乘法为数乘构成线性空间
4. 所有 𝑚 × 𝑛 阶矩阵全体 𝐹
𝑚×𝑛
按矩阵的加法与数乘构成线性空间
5. 𝐹 = 𝑅, 所有复数 𝐶 全体按复数的加法, 实数与复数的乘法为数乘构成线性空间
6. 𝐹 = 𝑅, 𝑅
+
是所有正实数的全体, 定义加法 𝛼 + 𝛽 = 𝛼𝛽, 定义数乘 𝜆 · 𝛼 = 𝛼
𝜆
, 则 𝑅
+
在上述运算下构
成
𝑅
上的线性空间
7. 用 𝐶
𝑛
表示的三角多项式全体:𝐶
𝑛
= 𝑎
0
+ 𝑎
1
cos 𝜃 + 𝑏
1
sin 𝜃 + ... + 𝑎
𝑛
cos 𝜃 + 𝑏
𝑛
sin 𝜃 |𝑎
1
, 𝑏
𝑖
∈ 𝐹, 则在函
数通常的加法, 数与函数的乘法下构成线性空间
8. 用 𝐶 [𝑎, 𝑏] 表示 [𝑎, 𝑏] 上连续函数的全体, 则 𝐶 [𝑎, 𝑏] 在函数通常的加法, 数与函数乘法运算下构成
线性空间
定义 2.3 (子空间). 设 𝑉 是数域 𝐹 上的线性空间,𝑊 是 𝑉 的非空子集, 若 𝑊 对于线性空间 𝑉 的加法与
数乘运算保持封闭, 即
1. 对任意 𝛼, 𝛽 ∈ 𝑊, 有 𝛼 + 𝛽 ∈ 𝑊
2. 对任意 𝜆 ∈ 𝐹, 𝛼 ∈ 𝑊, 有 𝜆𝛼 ∈ 𝑊
则称 𝑊 是 𝑉 的子空间,𝑊 = 0, 𝑊 = 𝑉 是 𝑉 的子空间, 称为平凡子空间
定义 2.4 (生成子空间). 设 𝑉 是数域 𝐹 上的线性空间,𝑆 ⊂ 𝑉 是非空集合, 则集合
⟨𝑆⟩ := {𝜆
1
𝛼
1
+ ... + 𝜆
𝑚
+ 𝛼
𝑚
|𝜆
1
, ..., 𝜆
𝑚
∈ 𝐹, 𝛼
1
, ..., 𝛼
𝑚
∈ 𝑆}
是一个子空间, 称为 𝑉 的生成子空间,𝑆 称为生成子空间的生成元
2.2 一般线性空间的理论
定义 2.5 (线性组合). 设 𝑉 是数域 𝐹 上的线性空间, 给定 𝑉 中的一组向量 𝑆 = {𝛼
1
, ..., 𝛼
𝑚
} 及一组数
𝜆
1
, ..., 𝜆
𝑚
, 称和式
𝜆
1
𝛼
1
+ ... + 𝜆
𝑚
𝛼
𝑚
为向量组 𝑆 的线性组合,𝜆 − 1, ...𝜆
𝑚
称为组合系数, 如果 𝛼 可以写成 𝑆 的线性组合, 则称 𝛼 可以用 𝑆 线
性表示
定义 2.6 (等价). 设 𝑉 是数域 𝐹 上的线性空间, 称向量组 𝑇 = {𝛽
1
, ..., 𝛽
𝑙
} 可以由向量组 𝑆 = {𝛼
1
, .., 𝛼
𝑚
}
线性表示, 如果每一个 𝛽
𝑖
(𝑖 = 1, ..., 𝑙) 都可以用向量组 𝑆 线性表示, 如果向量组 𝑆 与 𝑇 可以互相线性表
示, 则称 𝑆 与 𝑇 等价
定理 2.7 (线性表示与等价). 设 𝑆 与 𝑇 是线性空间的两个向量组, 则