Нехай дана система n векторів . Потрібно перевірити, чи утворює дана система базис, і розкласти вектор за даним базисом.
1) Вектор подамо у вигляді лінійної комбінації векторів ; коефіцієнти лінійної комбінації являються координатами , який потрібно знайти, тому позначимо їх :
(1)
2) В рівності (1) замість запишемо стовпці їх координат.
3) Виконавши дії над одержаною рівністю у вигляді матриць, одержимо систему n рівнянь з n невідомими, яку розв’язуємо методом Жордана-Гаусса.
- Якщо система має 1 розв’язок, то утворюють базис і вектор єдиним способом може бути розкладений за цим базисом.
- Якщо система рівнянь має безліч розв’язків або несумісна, то вектори базис не утворюють.
Зауваження: Довільний n-вимірний векторний простір має базис, який утворює система одиничних n-вимірних векторів:
= (1; 0; 0;...0) = (0; 1; 0;...0)
= (0; 0; 1;...0) ... = (0; 0; 0;...1)
В тривимірному просторі такими були вектори .
Приклад: чи утворюють вектори базис і якщо утворюють , то розкласти за цим базисом:
= (1; 0; 1; 0) = (2; 1; -1; 2) = (-1; 1; 2; -1)
= (0; 1; 1; 1) = (2; 2; 2; 1)
Розкласти вектор за даним базисом –значить записати його як лінійну комбінацію базисних векторів.
?
~ ~
~ ~ ~
~ ~
Всі стовпці основної матриці базисні, значить система має 1 розв’язок, а значить вектор можна єдиним способом розкласти за даним базисом. Всі чотири вектори утворюють базис.
х1=1, х2=1 х3=1 х4=0
В новому базисі вектор має координати: =(1; 1; 1; 0).