• ベストアンサー

基底の存在性の証明について

ε=<u_1, u_2, ... , u_k>が (εがWの基底であるための1つの条件) ・Wの任意の元はεの元たちの線型結合として書ける を満たすkが存在することを証明できているのかわかりません 命題2.1.2, 3) 線型独立の列Sに、Sの線型結合でないbを追加した列も線型独立である 命題2.4.15 m<n ⇒C^mのn個のベクトルは線型従属

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

ですから、それを今示したのでしょう? つまり、u(1), u(2), .... u(k)の一次結合で書けないもの x がまだ残っているのであれば、その xをu(k+1)とすれば、{u(1), u(2), .... u(k), u(k+1)}はまた一次独立になるけど、ところが今は{u(1), u(2), .... u(k)} に新たに元 y を加えて{u(1), u(2), .... u(k), y}を一次独立にすることは、「もうこれ以上は出来ない」 と言っているのだから、対偶をとって、Wの任意の元xは、u(1), u(2), .... u(k)の一次結合で書ける、って事です。

shoichi_0313
質問者

お礼

ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 基底の条件についての証明

    ベクトル空間Vにおけるベクトルの組{ak}(k=1,2,…,n)について (i){ak}の線形結合によってVの任意のベクトルを表すことができる。 (ii)n個の{ak}は線形独立である。 (ii)'{ak}の線形結合はVのベクトルを一意的に表す。 という基底の条件において (ii)⇔(ii)'を証明するには どのようにしたらよいのでしょうか?? 単純な証明ではないらしいのですが 単純な解答しか思い浮かばないです… よろしくお願いしますm(_ _)m

  • 基底について

    大学の問題で、どうしてもわかりません。 「Vをベクトル空間とする。n個の線型独立なベクトルがVの基底をなすための必要十分条件は、これらのベクトルに任意のベクトルを付け加えたものが線型従属になること」 を証明するための筋道がわかりません。 これは基底の定義では?と思うのですが、わかりません。 検討がつきません。 ヒントがあればお教えいただけると助かります。

  • 線型空間 基底の証明

    U, V, U @ V 線型空間 f : U × V → U @ V 双線型写像 (U @ V, f) U と V のテンソル積 f(u, v) = u @ v dim U = m, 基底 {u_1, u_2, ..., u_m} dim V = n, 基底 {v_1, v_2, ..., v_n} S = {u_i @ v_j | 1 ≦ i ≦ m, 1 ≦ j ≦ n} 基底を証明したい <S> = U @ V は f(u, v) を計算して証明できたのですが S が線型独立の証明を教えてください r_11(u_1 @ v_1) + ... + r_mn(u_m @ v_n) = 0 とおいたまま立ち往生です

  • Vの基底になることを言いたいのですが…

    実質の疑問点は一番下に書いてあります。 体k上のベクトル空間Vがn個のベクトルより成る基底を持つならば Vのk上線形独立なベクトル有限集合を{u1,u2,…,us}とすれば常に s≦n  となることを証明したいです {v1,v2,…,vn}をVの基底とする。s>nと仮定すると{u1,u2,…,us}から 適当なn個のベクトルを選んでVの基底とすることができるとを示し 矛盾を導きます いま u1=c1v1+…+cnvn (c1,…,cn∈k) と書けている。u1≠0であるから、ある1≦i≦nに対してci≠0となる。 i=1と仮定して良い。 v1=c1^-1(u1-c2v2-…-cnvn)であるから 集合{u1,v2,…,vn}はVの基底となる。 ここで疑問なのです 「Vの基底となる」を示したいのですが 基底の定義の (1){u1,v2,…,vn}はk上線形独立 (2)の任意のVのベクトルが{u1,v2,…,vn}の線形結合 (1)は出来ましたが(2)の示し方が解りません 一応やってみたのですが↓ V=〈v1,…vn〉,u1∈V 〈u1,v2,…vn〉⊆V…(1)→なんで? 今 v1∈〈u1,v2,…vn〉…(2)なんで?  ={c1^-1(u1-c2v2-…-cnvn)|c1,…cn∈k} V=〈v1,v2,…,vn〉⊆〈u1.v2,…,vn〉…(3)なんで? ⊆、⊇が言えたのでV=〈u1,v2,…,vn〉 (1)〈u1,v2,…vn〉⊆Vがなんで言えるのか? (2)v1∈〈u1,v2,…vn〉がなんで言えるのか? (3)〈v1,v2,…,vn〉⊆〈u1.v2,…,vn〉がなんで言えるのか? 自分ではわかりません。 どなたかわかる方いらっしゃいましたら教えてください

  • 線形部分空間の次元と基底

    K=R or C V=M(n,n;K):n次正方行列 W={X∈M(n,n,K) | Tr(X)=0} となる線形空間Vとその部分集合Wがあります。 1)Wが線形部分空間になることを示す. 2)Wの基底と次元を求める. 上記の1),2)を示したいのですが、1)は示せたのですが 2)の基底と次元の求め方がわかりません。 列ベクトルの基底等は連立などを用いて解くことができるのですが、 このような空間の基底を求めるのはどのように解放を進めればよいのでしょうか?

  • 線形代数学の証明問題について…

    a[i](i=1…k)をn×1のk個のベクトルであるとする。 (1)Aをm×n行列とする。a[1],…,a[k]が線形従属とすると、Aa[1],…,Aa[k]も従属であることを証明せよ。 (2)Aをn次正則行列とする。a[1],…,a[k]が線形独立とすると、Aa[1],…,Aa[k]も独立であることを証明せよ。 rankを持ち出したり、Σをつかってみたりしたのですが上手くいかなくて…。誰かお願いします。

  • 線形代数 基底、線形従属について

    Vをベクトル空間とする。n個の線形独立なベクトルx1,x2,…,xn(Vの要素)がVの基底をなすための必要十分条件は、これらに任意のベクトルy(Vの要素)を加えたx1,x2,…,xn,yが線形従属となることである。このことを証明せよ。 どのような流れで証明すれば良いのでしょうか? よろしくおねがいします。

  • 基底の定義について

    基底の定義について http://ja.wikibooks.org/wiki/%E7%B7%9A%E5%9E%8B%E4%BB%A3%E6%95%B0%E5%AD%A6/%E5%9F%BA%E5%BA%95%E3%81%A8%E6%AC%A1%E5%85%83 (基底の定義) 基底の定義に、「(1)と(2)を満たすとき~基底であるという」とありますが、(2)は必要なのでしょうか? e1,…,enが線形独立ならば、任意のVの元は必ず、e1,…,enの線形結合で表されるのではないでしょうか? 同じ理由により、次元が「線形独立なベクトルの数」ではなくて、「基底の個数」である理由も疑問です。 線形独立の定義(自明解0のみ)の確認だけでは、それが基底であるとは言えないということなのでしょうが、何故でしょうか・・・? 以前から、この線形独立と基底の差異が頭の中ですっきりしないので、よろしくお願いします。反例などがありましたら、教えてください。

  • 次元に関する証明

    Vをベクトル空間とする。 (1)Vにはn個の線型独立なベクトル x1,x2,…,xn が存在する。 (2)Vの n+1 個のベクトル y1,y2,…,yn+1 は線型従属である。 このとき、dimV = n であることを証明したい。 (2)から線型関係の式を作り、yは線型従属であることと、n項までのスカラー(a1,a2,…,an)は線型独立であることより an+1≠0 。 次に、上で作った式から yn+1 = (略)にして、 y1,y2,…,yn がVを生成し、線型独立であることを確認して、dimV=n という風(分かりにくい説明ですみません)に証明しようと思うのですが、この考え方でいいのでしょうか。 また、ベクトルx,yをうまく用いた、(きれいな)証明を教えてください。

  • 一次独立だけど、基底にならないベクトルの組ってありますか?

    いつもお世話になっています。 線形代数の復習をしていて、一つ疑問が生じました。 いくつかの本を当たってみたのですが、どの本にも「基底=互いに一次独立+任意のベクトルがそれらの線形結合で表示可能」と書かれていましたが、今まで「一次独立だけど、基底じゃなかった」というような問題に当たったことがありません。しかしながら、わざわざ一次独立+αという条件が付け加えられているということは、一次独立という性質だけでは、基底となる条件を満たしていないということなのでしょうか? ご教授、よろしくお願いします。