Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Saltu al enhavo
Vikipedio
Serĉi

Lineara algebro

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Algebraj strukturoj
vdr
En tridimensia eŭklida spaco, tiuj tri ebenoj (verda, flava kaj griza) reprezentas solvojn al sistemoj de linearaj ekvacioj, kaj iliaintersekco reprezentas la aron de komunaj solvoj: en ĉi tiu kazo, unika punkto ĉe laoriginpunkto de lakartezia koordinato. La blua linio reprezentas la aron de punktoj kiu estas la komuna solvo al du el ĉi tiuj ekvacioj (la flava kaj la verda).

Lineara algebro estas branĉo dematematiko, kiu origine okupiĝis prisistemoj de linearaj ekvacioj, kiel

a1x1++anxn=b{\displaystyle a_{1}x_{1}+\cdots +a_{n}x_{n}=b}

kajlinearaj transformoj, kiel

(x1,,xn)a1x1++anxn{\displaystyle (x_{1},\ldots ,x_{n})\mapsto a_{1}x_{1}+\ldots +a_{n}x_{n}}.

La moderna lineara algebro uzas la nociojnvektoro,vektorspaco,matrico kajlineara transformo kiel ilojn por esplorado.

Lineara algebro estas grava kampo en matematiko, kiu estas esenca al multaj aliaj kampoj. Ekzemple, lineara algebro estas esenca por moderna prezento degeometrio, ĉar ĝi difinas la bazajn terminojn "punkto", "rekto" kaj "ebeno". Ĉar vektorspacoj estas grava ilo en multaj branĉoj de la matematiko, lineara algebro estas unu el la bazoj de matematiko.

Lineara algebro estas vaste uzata enabstrakta algebro,funkcia analizo kajanalitika geometrio. Lineara algebro estas uzata ankaŭ eninformadiko kajkomputoscienco. Ekster lapura matematiko, lineara algebro estas uzata precipe ennatursciencoj,sociosciencoj,inĝenierarto kajekonomiko (poroptimumigo).

Historio

[redakti |redakti fonton]

La proceduro por solvi sistemon delinearaj ekvacioj, kiu nun estas nomataGaŭsa eliminado, aperis jam en la antikva ĉina matematika teksto, nomeSistemo de linearaj ekvacioj, en la oka ĉapitroOrtangulaj matricoj deNaŭ ĉapitroj pri matematika arto deJiuĵang Suanŝu. Ĝia uzado klariĝas en dekok problemoj pri po du ĝis kvin ekvacioj.[1]

René Descartes (Kartezio) evoluigis la karteziankoordinatsistemon (nomitan laŭ li) en 1637.

Unu el la fundamentoj de lineara algebro estis metita fare deRené Descartes, kiu en 1637 evoluigis la karteziankoordinatsistemon (nomitan laŭ li) por priskribi la ebenon kaj uzis ĝin en la kadro deanalitika geometrio por trakti problemojn de klasikageometrio. Por marki punkton sur ebeno li uzisordigitan duopon da nombroj.

Alia fundamento de lineara algebro estis metita fare deGottfried Wilhelm Leibniz, kiu uzis la konceptondeterminanto por solvisistemojn de ekvacioj en 1693. Poste, en 1750,Gabriel Kramer evoluigis formulon por kalkuli la solvon de sistemo de ekvacioj, nomitanFormuloj de Kramero. Poste,Carl Friedrich Gauss uzis la metodon degaŭsa eliminado por solvi sistemojn de ekvacioj, el kio rezultis granda progreso porgeodezio.[2]

Moderna lineara algebro komenciĝis en 1843 kaj 1844. En 1843William Rowan Hamilton (kiu elpensis la terminon "vektoro" en ĝia algebra kunteksto) malkovris la algebron dekvaternionoj. En 1844Hermann Günther Grassmann publikigis sian libron pri lineara algebro,Die Ausdehnungslehre. En 1848,James Joseph Sylvester lanĉis la terminon matrico, kiu estas lalatina vorto porutero. En 1857Arthur Cayley difinis la matricon; tiun difinon oni uzas ekde tiam ĝis hodiaŭ; ĝi estas unu el la bazŝtonoj de lineara algebro.

Malgraŭ tiuj historiaj evoluoj, lineara algebro, kian ni konas hodiaŭ, estis evoluigita plejparte en la20-a jarcento.

La unuan modernan kaj pli ekzaktan difinon de vektora spaco enkondukisPeano en 1888, kaj ĝis 1900 formiĝis teorio delinearaj transformoj de vektoraj spacoj definiadimensio. Lineara algebro prenis sian modernan formon en la unua duono de la dudeka jarcento, kiam multaj ideoj kaj metodoj de antaŭaj jarcentoj estis ĝeneraligitaj kielabstrakta algebro. La evoluo de komputiloj kondukis al pliigita esplorado en efikaj algoritmoj por gaŭsa elimino kaj malkomponado de matricoj, kaj lineara algebro iĝis esenca ilo pormodelado kajsimulaĵoj.[3]

Ĝeneralaj konceptoj

[redakti |redakti fonton]

Vektoraj spacoj

[redakti |redakti fonton]
Pli detalaj informoj troveblas en artikoloVektora spaco.

Enabstrakta algebro,vektora spaco (ankaŭ nomatalineara spaco)V{\displaystyle V} superkampoK{\displaystyle K} estasalgebra strukturo kreita de nemalplenaaro, kun duoperacioj (unu interna, la alia ekstera) kaj 8 fundamentaj ecoj.Oni uzasnotacion + (vektora adicio) por la interna operacio,V×VV,(x,y)x+y{\displaystyle V\times V\rightarrow V,(x,y)\mapsto x+y} kaj{\displaystyle \cdot } (skalara multipliko) por la ekstera operacioK×VV,(α,x)αx{\displaystyle K\times V\rightarrow V,(\alpha ,x)\mapsto \alpha \cdot x}.

La triopo(V,+,){\displaystyle (V,+,\cdot )} estas vektora spaco superK{\displaystyle K}, se validas la sekvajaksiomoj:

Matricoj

[redakti |redakti fonton]
Pli detalaj informoj troveblas en artikoloMatrico.

Matrico estas ortangulatabelo kun datenoj nomatajelementojkoeficientoj. Difinita sur aro da matricoj,algebra strukturo ebligas fari algebrajnoperaciojn per matricoj. Plej ofte, koeficientoj de matrico estas elementoj de iakamporingo, sed ĝenerale sufiĉasduonringo aŭ eĉ pli ĝenerala tipo dealgebra strukturo, kies elementojn eblasadicii kajmultipliki. Matricoj estas uzataj por priskribisistemojn de linearaj ekvacioj kajlinearajn transformojn.

Kvadrataj matricoj

[redakti |redakti fonton]
Pli detalaj informoj troveblas en artikoloKvadrata matrico.

En lineara algebro,kvadrata matrico estasmatrico kies ambaŭ dimensioj estas la samaj, dom-oble-n matrico kunm = n.

Kvadrataj matricoj havas iujn propraĵojn, kiujn ne havas ne-kvadrataj matricoj:

  • Produto den-oble-n matricoA kajn-dimensia vektorox,Ax, havas la saman dimensionn kiel vektorox. Do, ĉi tia multipliko difinaslinearan transformon elvektora spaco en la saman vektoran spacon.
  • Ekzistasmatrica produto de iu ajn kvanto den-oble-n matricoj en iu ajn ordo. Tamen la produto povas dependi de la ordo de la multiplikataj matricoj.
  • Transponita kajkonjugita transponita de kvadrata matrico estas kvadrataj matricoj de la sama amplekso.
Determinantoj
[redakti |redakti fonton]
Pli detalaj informoj troveblas en artikoloDeterminanto.

En lineara algebro,determinanto estasfunkcio kiu asociigasskalaron det(A) al ĉiun×nkvadratamatricoA. La fundamenta geometria signifo de determinanto estas kiel laskala faktoro porvolumeno seA estas konsiderita kiellineara transformo. Por ĉiu pozitiva entjeron, estas unika determinanta funkcio por lan×n matricoj super ĉiukomuta ringoR. Aparte, ĉi tiu funkcio ekzistas kiamR estas lakampo dereelajkompleksaj nombroj. Determinanto deA estas ankaŭ iam skribita kiel |A|, sed ĉi tiu skribmaniero estas ambigua: ĝi estas ankaŭ uzata pormatricaj normoj, kaj por lakvadrata radiko deAA{\displaystyle {AA}^{*}}.

Linearaj sistemoj

[redakti |redakti fonton]
Pli detalaj informoj troveblas en artikoloSistemo de linearaj ekvacioj.

Sistemo de linearaj ekvacioj estassistemo de ekvacioj, en kiu estas laŭvola nombro delinearaj ekvacioj kaj samtempe ne estas nelinearaj ekvacioj.

Se estasm{\displaystyle m} ekvacioj, en kiuj estasn{\displaystyle n} variablojx1,x2,,xn{\displaystyle x_{1},x_{2},\dots ,x_{n}}, tiam oni povas prezenti en formo:

{a11x1+a12x2+a13x3++a1nxn=b1a21x1+a22x2+a23x3++a2nxn=b2a31x1+a32x2+a33x3++a3nxn=b3am1x1+am2x2+am3x3++amnxn=bm{\displaystyle {\begin{cases}{\begin{matrix}a_{11}x_{1}&+&a_{12}x_{2}&+&a_{13}x_{3}&+&\dots &+&a_{1n}x_{n}&=b_{1}\\a_{21}x_{1}&+&a_{22}x_{2}&+&a_{23}x_{3}&+&\dots &+&a_{2n}x_{n}&=b_{2}\\a_{31}x_{1}&+&a_{32}x_{2}&+&a_{33}x_{3}&+&\dots &+&a_{3n}x_{n}&=b_{3}\\\vdots &&\vdots &&\vdots &&\ddots &&\vdots &\vdots \\a_{m1}x_{1}&+&a_{m2}x_{2}&+&a_{m3}x_{3}&+&\dots &+&a_{mn}x_{n}&=b_{m}\end{matrix}}\end{cases}}}

Laskalarojaij{\displaystyle a_{ij}} nomiĝaskoeficientoj de sistemo,la skalarojbi{\displaystyle b_{i}} nomiĝasliberaj elementoj.

Solvo de sistemo de ekvacioj nomiĝas laŭvola opo den{\displaystyle n} elementojr1,r2,,rn{\displaystyle r_{1},r_{2},\dots ,r_{n}}dekampoK{\displaystyle K}, kiuj, substituite porx1,x2,,xn{\displaystyle x_{1},x_{2},\dots ,x_{n}}, donasverajn ekvaciojn.

Vidu ankaŭ

[redakti |redakti fonton]

Eksteraj ligiloj

[redakti |redakti fonton]

Referencoj

[redakti |redakti fonton]
  1. Hart, Roger (2010). [https://books.google.es/books?id=zLPm3xE2qWgC&redir_esc=yThe Chinese Roots of Linear Algebra.JHU Press.ISBN 9780801899584.
  2. Vitulli, Marie.«A Brief History of Linear Algebra and Matrix Theory». Universitato de Oregono. Arkivita el uoregon.edu/~vitulli/441.sp04/LinAlgHistory.html el originalo la 10an de septembro 2012. Konsultita la 8an de julio 2014.
  3. Vitulli, Marie."A Brief History of Linear Algebra and Matrix Theory".Department of Mathematics. University of Oregon. Archived from the original on 2012-09-10. Retrieved 2014-07-08.

Bibliografio

[redakti |redakti fonton]
Bibliotekoj
Tiu ĉi artikolo apartenas al la aro de la mil plej gravaj artikoloj
Elŝutita el "https://eo.wikipedia.org/w/index.php?title=Lineara_algebro&oldid=8886460"
Kategorioj:
Kaŝitaj kategorioj:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp