n-өлшемді векторлық кеңістк


Мазмұны.
Кіріспе . . . 2
I тарау. n-өлшемді векторлық кеңістік . . . 3
§1. R n анықтамасы . . . 3
§2. R n кеңістігіндегі метрика . . . 5
§3. R n кеңістігіндегі норма . . . 9
§4. R n кеңістігіндегі скаляр көбейтінді . . . 11
II тарау. R n кеңістігіндегі сызықты функционал
және сызықты оператор . . . 14
§5. R n кеңістігіндегі сызықты функционал . . . 14
§6. R n кеңістігіндегі сызықты оператор . . . 16
§7. Түйіндес және өзіне-өзі түйіндес оператор . . 20
Қорытынды . . . 23
Пайдаланылған әдебиеттер . . . 24
Кіріспе.
Бұл курстық жұмыста n-өлшемді векторлық кеңістік қарастырылады. Ол 2 тараудан және 7 параграфтан тұрады:
§1-де R n векторлық кеңістігінің анықтамасы беріледі.
§2-де Метрика ұғымы енгізіліп, R n кеңістігіндегі метриканың 4 түрі көрсетіледі.
§3-те R n кеңістігіндегі норма ұғымы енгізіледі. R n кеңістігіндегі норманың 3 түрі қарастырылады. Сол 3 норманың эквиваленттілігі айтылады.
§4-те скаляр көбейтіндінің анықтамасы және ортогональ векторлардың анықтамасы айтылады.
§5-те функционал жайлы анықтама беріліп, сол функционалдың сызықты болатыны көрсетіледі. Сызықты функционалдың нормасына да тоқталып, мысалдар келтіріледі.
§6-да R n кеңістігіндегі сызықты оператор жайлы айтылады. Ол 2 тақырыптан тұрады:
- Сызықты оператордың анықтамасы айтылады.
- Rn-ді Rmбейнелейтін сызықты оператордың жалпы түрі қарастырылады.
Сызықты оператордың нормасына да тоқталып кетіледі.
§7-детүйіндес және өзіне-өзі түйіндес операторлар қарастырылады. Мұнда операторды матрица түрінде беріп, сол матрицаға түйіндес матрица табылады. А=A * болса, онда А операторы өзіне-өзі түйіндес болатыны айтылады
I-тарау.
n-өлшемді векторлық кеңістік .
§1. R n анықтамасы .
Вектор ұғымы математиканың негізгі ұғымдарының бірі болып саналады.
Анықтама: Вектор деп жинақталатын (
\[{\tilde{d}}_{1},{\tilde{d}}_{2},\cdot{\cdot{\tilde{d}}_{n}}\]) және белгілі бір ретпен орналасқан\[{\tilde{d}}_{1},{\tilde{d}}_{2},\cdot{\cdot{\tilde{d}}_{n}}\](n -\[\textstyle\bigvee\]натурал сан) натурал сандар тізбегін айтамыз. Векторды бір әріппен белгілейміз де, ол төмендегідей жазылады
\[{\mathcal Q}\,\]= (\[{\tilde{d}}_{1},{\tilde{d}}_{2},\cdot{\cdot{\tilde{d}}_{n}}\])
\[{\tilde{d}}_{1},{\tilde{d}}_{2},\cdot{\cdot{\tilde{d}}_{n}}\]сандарын а векторының координаттары деп атаймыз.\[{\mathcal Q}\,\]= (\[{\tilde{d}}_{1},{\tilde{d}}_{2},\cdot{\cdot{\tilde{d}}_{n}}\]) және\[b=(b_{1},b_{2},...,b_{n})\]векторларын тең деп атаймыз, сонда тек сонда ғана\[a_{i}=b_{i}\]болғанда\[i={\overline{{1,n}}}\]Барлық координаттары нөлден құралатын векторды нөлдік вектор деп атаймыз да, ол былай белгіленеді Ө.
\[{\mathcal Q}\,\]және\[\mathit{\mathcal{I}}\]векторларының қосындысы деп\[{\mathcal Q}\,\]\[-\downarrow\leq{\sqrt{{\cal D}}}\]векторына айтамыз. Ол төмендегідей формуламен анықталады:
![]()
\[{\mathcal Q}\,\]\[+b=(a_{1}+b_{1},a_{2}+b_{2},...,a_{n}+b_{n})\]Сол сияқты а векторының
\[\mathcal{A}\]-нақты санына көбейтіндісі былай анықталады:(
\[l\;\dot{a}=l\;\dot{a}_{1},l\;\dot{a}_{2},...,\lambda\;\dot{a}_{n}\])Жоғарыдағы анықтамалардан векторлар үшін келесі алгебра заңдары орындалады.
1)
\[\hat{d}+J=D+Q\](комутативтік қосынды)2)
\[(a+b)+c=a+(b+c)\](ассоциативтік қосынды)3)
\[l~(\dot{a}+b)=l~a+\lambda~b\](дистрибутивтік көбейтінді4)
\[(l\leftrightarrow m)\dot{a}=l\ a+\mu a\]мен қосынды)5)
\[l~(m\Delta)=(\lambda\mu~)a\](ассоциативтік көбейтінді )
6)
7)
Екі вектордың айырымы келесідей анықталады.
Яғни
Онда осы айырымнан келесі кері қосынды шығады
Нөлдік вектордың келесі қасиетке ие екендігін байқаймыз.
Барлық векторлар жиынын n-өлшемді векторлық кеңістік деп атаймыз.
Бұл кеңістікті біз келесіде R n деп жазамыз. Барлық n-өлшемді векторлық кеңістіктерді өлшемді деп атаймыз.
R n кеңістігінің ортогональ координатасы деп бір координатасы 1-ге тең, ал қалған координаттары нөльге тең векторды айтамыз.
е 1 =(1, 0, …, 0)
е 2 =(0, 1, …, 0)
e n =(0, 0, …, n)
Олай болса
§2. R n кеңістігіндегі метрика.
Анықтама 1: Е
Егер Е жиынның
1)
2)
3)
1) -3) шарттарды қанағаттандырса метрика деп атайды.
Анықтама 2: Егер Е жиында
Лемма 1: Егер
u, v>0, p, q>1 және
теңсіздігі орындалады.
Дәледеуі:
Лемма 2:
Дәлелдеуі :
1)
2)
Теорема 1:
Гёльдер теңсіздігі . Егер
Теорема 2: Егер

Енді 1-ші теореманы дәлелдейік.

Теорема 3: Егер

Дәлелдеуі:
2-лемма бойынша
Негізгі метрикалық кеңістіктер.
соңғы 4-ті дәлелдейік.
Анықтама : Е жиында
§3. R n кеңістігіндегі норма.
3 өлшемді кеңістіктегі вектордың ұзындығына ұқсас R n кеңістігінде де
Анықтама 1: R n кеңістігінде вектордың нормасы деп мына санды айтамыз.
Норманың басты қасиеттері:
1 0 , 2 0 қасиеттері көрініп тұр. 3 0 -қасиет Минковский теңсіздігінен келіп шығады.
R n кеңістігінде норманы басқа да формулалармен көрсетуге болады.
Мысалы
Бұл норманың да 1) -3) қасиеттерін қанағаттандыратынын көрсетейік.
1)
Егер
2)
3)
онда
яғни
Демек
Келесі мысалда R n кеңістігіндегі
Бұл функция үшін де 1) -3) қасиеттерінің орындалатынын көрсетейік.
1)
2)
3)
Сол себептен
Анықтама 2 : Кейбір Е сызықты кеңістікте нормалар
Егер
теңсіздігі орындалса, онда
эквивалентті деп аталады.
R n кеңістігінде анықталған 3 норма да эквивалентті.
§4. R n кеңістігіндегі скаляр көбейтінді.
Анықтама 1: Екі
Скаляр көбейтінді үшін келесі қасиеттер орындалады.
олай болса,
Скаляр көбейтіндінің анықтамасынан
теңдігі келіп шығады.
Анықтама 2: Екі вектор
Мысал: е i бірлік векторының координаттары қос-қостан ортогональды.
Шынында да
онда
Егер
Егер
проекциясын айтуға болады.
теңсіздігін мына түрде жазуға болады.
Бұл теңсіздікті былай да жазуға болады.
(3)
- теңсіздік скаляр көбейтіндінің қасиеттерінің бірін
сипаттайды. Екі вектордың скаляр көбейтіндісінің абсолют шамасы олардың нормаларының көбейтіндісінен асып кетпейді.
Скаляр көбейтіндінің анықтамасынан екі
\[{\mathcal Q}\,\]және\[\mathit{\mathcal{I}}\]векторлар арасындағы бұрыш түсінігін енгізуге болады.
\[\left(3\right){\bf p}\ \left\vert\frac{\left(a,b\right)}{\left|\left|a\right|\right|\left|b\right|}\right\vert\ \leq1\]модулі 1-ден аспайтын
\[\textstyle\bigvee\]санға косинусты теңестіруге болады.\[j\;=\left[0;\pi\right]\]Сондықтан
\[{\frac{\left(a,b\right)}{\left\|a\right\|\left\|b\right\|}}=\cos\phi\]
\[\mathcal{J}\]шамасы деп\[{\mathcal Q}\,\]және\[\mathit{\mathcal{I}}\]векторларының арасындағы бұрышты айтамыз.Сол себептен
![]()
Егер векторлар нөльдік болмаса, онда олардың ортогональдығы арасындағы бұрышты
\[j_{\mathbf{\delta}}=\frac{\pi}{2}\]екендігін білдіреді.
II тарау.
§5. R n кеңістігіндегі сызықты функционал .
Анықтама 1: R n кеңістігінде
Олай болса
\[\forall a\ \beta\]сандары мен\[a,b\in R^{n}\]векторлары үшін келесі теңдік орындалса.
\[f\left(a\,a+b\,b\right)=a f\left(a\right)+\beta f\left(b\right)\](1)
Мысал 1: R n кеңістігіндегі
және
1)
2)
Онда мынау анық
Мысал 2: R n кеңістігінде
,
Яғни
Мысал 3:
R n кеңістігінде
Шынында да
Онда
деп белгілесек,
.
R n кеңістігіне тиісті
2 және 3 мысалдардан (2) теңдеу R n кеңістігіндегі сызықтық функционалдың жалпы көрінісі болады.
Анықтама 2: R n кеңістігінде анықталған сызықты функционалдың нормасы деп
санын айтамыз.
R n кеңістігінде анықталған сызықты функционалды скаляр көбейтінді түрінде жаза алатынымызды ескерсек
Онда
Расында да
теңсіздігінен
.
§6. R n кеңістігіндегі сызықты оператор .
- Сызықты оператор анықтамасы.
Анықтама 1 : Сызықты оператор деп R n кеңістігін
R m кеңістігіне бейнелейтін
бейнелеуді айтамыз.
Ол мына шарттарды қанағаттандырады.
1)
2)
- және 2) шарттарды біріктіріп келесі түрде жазуға болады.
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz