Combinazione Lineare

Combinazione lineare #

Dato un $\mathbb{V}$ $\mathbb{K}$-spazio vettoriale e degli elementi di $\mathbb{K}$ ($\lambda_i$), si dice combinazione lineare di $n$ vettori $\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n$ una qualunque somma del seguente tipo:

$$ V = \lambda_1 \vec{v}_1 + \dots + \lambda_n \vec{v}_n : \lambda_i \in \mathbb{K} $$

Si può dire che i vettori della combinazione lineare sono:

  • Linearmente dipendenti: se esiste una combinazione lineare a coefficienti non nulli che da come risultato un vettore nullo (i vettori sono paralleli)
  • Linearmente indipendenti: se l’unica loro combinazione lineare che da come risultato il vettore nullo, è quella con tutti i coefficienti nulli (i vettori non sono paralleli)

Span #

Dati dei vettori $\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n$ di un $\mathbb{V}$ $\mathbb{K}$-spazio vettoriale, lo span è l’insieme di tutte le combinazioni lineari dei vettori con coefficienti $\lambda_i$:

$$ span(\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n) = \{ \lambda_1 \vec{v}_1 + \dots + \lambda_n \vec{v}_n : \lambda_i \in \mathbb{K} \} $$

Lo $span(\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n)$ è un sottospazio vettoriale di $\mathbb{V}$ e si può dire “sottospazio vettoriale generato da $\mathbb{V}$”.

Base #

I vettori $\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n$ si dicono “sistema di generatori” di $\mathbb{V}$ se ogni vettore di $\mathbb{V}$ si può ottenere come combinazione lineare $\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n$ I vettori $\vec{v}_1, \dots, \vec{v}_n$ sono una base se:

  • Sono linearmente indipendenti
  • Sono un sistema di generatori

Se $\mathbb{V}$ ha una base costituita da $n$ vettori, allora si dice che la dimensione di $\mathbb{V}$ è $n$:

$$ dim \mathbb{V} = n $$

Se conosciamo la dimensione dello spazio vettoriale $\mathbb{V}$ e troviamo un insieme di vettori linearmente indipendenti, allora possiamo dire che quell’insieme di vettori è una base di $\mathbb{V}$.