Covector

, then .

Definition 1.21

Vectors are linearly dependent if at least one of them is a linear combination of the others, i.e. there is an index and scalars such that . Otherwise, are linearly independent

Drei Vektoren im sind immer linear abhängig: entweder sind zwei bereits kollinear, oder der dritte ist eine Linearkombination der beiden ersten

Special

linear abhängig:

linear unabhängig:

  • empty sequence: Es gibt kein , deswegen linear independent according to the definition above

Equivalent Statements to linear dependence

  1. At least one of the vectors is a linear combination of the other ones. (see Definition 1.21)
  2. There are scalars besides such that . We also say that is a nontrivial linear combination of the vectors.
  3. At least one of the vectors is a linear combination of the previous ones.

Proof idea to proof:

Sei , setze . Dann und , also gilt

Sei der größte Index mit : Dann

Eine Linearkombination der vorherigen ist auch eine Linearkombination der anderen.

Equivalent Statements to linear independence

  1. None of the vectors is a linear combination of the other ones. (see Definition 1.21)
  2. There are no scalars besides such that . We also say that can only be written as a trivial linear combination of the vectors.
    1. has only the trivial solution
  3. None of the vectors is a linear combination of the previous ones.

Note that: a linear combination of linearly independent vectors can be written as a linear combination in only one way

Span of vectors

Spann von Vektoren: Menge aller Linearkombinationen

Definition of Span 1.25

Let . Their span is the set of all linear combinations.

Example

Lemma 1.26

Let , and let be a linear combination of Then

Beweisidee:

  • Jedes Element von ist auch in ( ist Teilmenge von )
  • Jedes Element von ist auch in ( ist Teilmenge von ) Dann haben wir Proof : Jedes ist Linearkombination von und deshalb auch eine Linearkombination von (plus ), also

Jedes ist Linearkombination von d.h. wir wissen ist Linearkombination von zusammen

Lemma 1.28

See [LinArg assignment 1#6. Challenge 1.6]

Another Proof through Steinitz exchange lemma

Steinitz exchange lemma

(ii) means: one can enlarge by some elements from such that the result has at most the size of and also spans

All bases have the same size

Link to original

  • Proof