Basis (aljabar linear)

Vektor yang sama (panah berwarna biru tua) dapat dinyatakan dengan menggunakan dua basis yang berbeda (panah-panah berwarna ungu dan berwarna merah).

Dalam matematika, sebarang himpunan vektor B dalam suatu ruang vektor V disebut basis, jika setiap elemen di V dapat dituliskan sebagai kombinasi linear terhingga yang unik dari elemen-elemen di B. Koefisien-koefisien pada kombinasi linear tersebut disebut sebagai koordinat dari vektor terhadap B. Elemen-elemen dari basis disebut sebagai vektor basis. Basis juga dapat didefinisikan sebagai himpunan B yang elemen-elemennya saling bebas linear dan setiap elemen di V adalah kombinasi linear dari elemen-elemen di B.[1] Dengan kata lain, basis adalah himpunan merentang (spanning) yang bebas linear.

Suatu ruang vektor dapat memiliki beberapa basis; namun semua basis tersebut akan memiliki jumlah elemen yang sama, yang disebut sebagai dimensi dari ruang vektor. Artikel ini secara umum membahas ruang-ruang vektor berdimensi hingga. Akan tetapi, banyak prinsip yang disampaikan juga berlaku untuk ruang vektor dimensi tak-hingga.

Definisi

Basis untuk ruang vektor (atas medan ) adalah suatu himpunan bagian yang memenuhi:

  1. Setiap dapat dituliskan sebagai dengan .
  2. Jika representasi lain, maka dan ada suatu permutasi yang dan .

Sebarang basis dari suatu ruang vektor atas lapangan (seperti bilangan riil atau bilangan kompleks ) adalah suatu subset dari yang saling bebas linear dan merentang . Hal ini mengartikan suatu subset dari merupakan basis jika memenuhi dua syarat berikut:

kebebasan linear
Untuk setiap subset terhingga dari , jika untuk suatu di F, maka ;
merentang linear
Untuk setiap vektor , terdapat skalar di F dan vektor di B, sehingga .

Skalar-skalar disebut koordinat dari vektor terhadap basis , dan berdasarkan sifat pertama, nilai mereka unik (tunggal). Ruang vektor disebut berdimensi hingga jika ruang vektor tersebut memiliki basis dengan total elemen yang berhingga.

Vektor-vektor basis seringkali (dan terkadang harus) perlu memiliki urutan total untuk mempermudah pembahasan. Sebagai contoh, ketika basis digunakan untuk membahas orientasi, atau untuk membahas koefisien-koefisien vektor terhadap suatu basis tanpa perlu merujuk secara eksplisit elemen-elemen dari basis. Istilah basis terurut terkadang digunakan untuk mempertegas bahwa suatu urutan telah dipilih; yang sebenarnya menyebabkan basis bukan lagi sebagai suatu himpunan tak-terurut, melainkan sebagai suatu barisan (atau sejenisnya). Pembahasan lebih lanjut tersedia di bagian Koordinat di bawah.

Contoh

Gambar ini mengilustrasikan basis standar di yang elemennya adalah vektor biru dan oranye. Vektor hijau dapat dinyatakan sebagai kombinasi linear dari vektor-vektor basis, mengakibatkan vektor ini bergantung linear pada mereka.

Himpunan dari pasangan terurut bilangan riil adalah suatu ruang vektor dibawah operasi penjumlahan komponen-demi-komponendan perkaliandengan adalah sebarang bilangan riil. Contoh basis yang sederhana dari ruang vektor ini adalah himpunan yang berisi vektor dan . Kedua vektor ini membentuk sebuah basis (yang disebut basis standar) karena sebarang vektor di dapat ditulis secara unik sebagaiSebarang pasangan vektor yang saling bebas linear di , seperti dan , juga membentuk sebuah basis untuk . Secara umum, jika berupa lapangan, maka himpunan yang berisi rangkap-n elemen-elemen dari adalah sebuah ruang vektor, dibawah operasi penjumlahan dan perkalian yang serupa dengan contoh pembuka tadi. Misalkanadalah rangkap-n dengan semua komponennya bernilai 0, kecuali komponen ke-i, yang bernilai 1. Himpunan membentuk suatu basis (terurut) untuk yang disebut dengan basis standar dari Contoh yang berbeda terlihat pada gelanggang polinomial. Jika berupa lapangan, himpunan dari semua polinomial satu-variabel dengan koefisien-koefisiennya berada di , merupakan suatu ruang vektor. Salah satu basis untuk ruang ini adalah basis monomial B, yang berisi semua monomial:Contoh lain dari basis untuk ruang vektor tersebut adalah polinomial basis Bernstein dan polinomial Chebyshev.

Sifat-sifat

Banyak sifat dari basis terhingga merupakan hasil dari lema pertukaran Steinitz, yang menyatakan bahwa, untuk sebarang ruang vektor , dan sebarang penetapan himpunan merentang dan himpunan bebas linear berisi elemen dari , elemen dari dapat dipilih sedemikian rupa untuk ditukar dengan elemen-elemen di sehingga menghasilkan suatu himpunan merentang yang: mengandung , elemen-elemen yang lainnya berada di , dan memiliki jumlah elemen yang sama dengan . Sebagian besar sifat yang dihasilkan dari lema tersebut masih berlaku ketika tidak ada himpunan merentang yang terhingga, namun pembuktian untuk keadaan ini memerlukan aksioma pemilihan atau suatu bentuk yang lebih lemahnya, seperti lema ultrafilter.

Jika adalah ruang vektor atas lapangan , maka:

  • Untuk sebarang subset bebas linear dari sebarang himpunan merentang , terdapat suatu basis sehingga
  • memiliki basis (hal ini dapat dihasilkan dari sifat sebelumnya dengan memilih sebagai himpunan kosong, dan ).
  • Setiap basis dari memiliki kardinalitas yang sama, yang disebut dengan dimensi dari . Pernyataan ini dikenal sebagai teorema dimensi.
  • Sebarang himpunan pembangkit adalah basis dari jika dan hanya jika itu bersifat minimal, artinya, bukan subset sejati (proper subset) dari sebarang himpunan yang bebas linear.

Jika adalah ruang vektor berdimensi , suatu subset berisi elemen dari merupakan basis dari jika dan hanya jika:

  • Subset tersebut bebas linear;
  • Subset tersebut himpunan merentang dari .

Koordinat

Misalkan adalah ruang vektor berdimensi (hingga) atas lapangan , danadalah basis dari . Berdasarkan definisi dari basis, setiap di dapat ditulis secara unik sebagaidengan koefisien-koefisien adalah skalar (yaitu, elemen-elemen dari ), yang disebut sebagai koordinat dari atas . Akan tetapi, pembahasan terkait himpunan koefisien akan menghilangkan hubungan antara koefisien-koefisien dari elemen-elemen basis, dan beberapa vektor berbeda dapat memiliki himpunan koefisien yang sama. Sebagai contoh, vektor dan yang berbeda memiliki himpunan koefisien yang sama. Oleh karena itu, konsep basis terurut umum digunakan untuk mempermudah pembahasan. Hal ini dilakukan dengan mengindeks elemen-elemen basis menggunakan bilangan asli. Koordinat dari vektor juga diindeks dengan cara yang sama, sehingga vektor dapat dikarakterisasi seutuhnya dari barisan koordinat mereka.


Misalkan, seperti biasa, adalah himpunan rangkap-n dari elemen-elemen di ). Himpunan ini adalah ruang vektor-, dengan operasi penjumlahan dan perkalian skalar-nya dilakukan secara komponen-demi-komponen. Pemetaanadalah suatu isomorfisme linear dari ruang vektor pada (onto) . Dalam kata lain, adalah ruang koordinat dari , dan rangkap-n adalah vektor koordinat dari . Secara khusus, invers bayangan dari oleh adalah vektor , yang setiap komponennya bernilai 0, kecuali komponen ke-i yang bernilai 1. Himpunan membentuk suatu basis terurut bagi , yang disebut dengan basis standar atau basis kanonik.

Perubahan basis

Misalkan adalah ruang vektor berdimensi atas lapangan F. Untuk dua basis (terurut) dan , terkadang menguntungkan untuk menyatakan koordinat dari suatu vektor atas , dalam bentuk koordinat atas . Hal ini secara umum dilakukan karena pembahasan melibatkan ekspresi matematika yang menggunakan koordinat lama.

Umumnya, koordinat vektor-vektor basis baru dinyatakan atas basis lama, yakni,Jika dan adalah koordinat vektor , masing-masing atas basis lama dan atas basis baru, maka rumus perubahan basis adalahUntuk Rumus tersebut dapat ditulis lebih ringkas dengan menggunakan notasi matriks. Misalkan adalah matriks dengan entri-entri , danadalah vektor kolom dari koordinat masing-masing atas basis lama dan atas basis baru. Rumus perubahan basis dapat ditulis sebagaRumus ini dapat dibuktikan dengan menguraikan vektor pada kedua basis: di satu sisi kita memilikidan di sisi lain,Karena penguraian vektor atas suatu basis bersifat unik, kita dapatkan hubunganuntuk i = 1, ..., n.

Bukti bahwa semua ruang vektor memiliki basis

Misalkan adalah sebarang ruang vektor atas lapangan , dan adalah himpunan semua subset yang bebas linear di . Himpunan tidak kosong karena berisi himpunan kosong (yang merupakan subset dari dan bebas linear). Himpunan juga terurut parsial oleh operasi inklusi, yang dinyatakan secara umum dengan .

Misalkan adalah suatu subset dari yang terurut total oleh , dan misalkan adalah gabungan dari semua elemen di . Karena terurut total, setiap subset terhingga dari adalah suatu subset dari suatu elemen di , yang merupakan suatu subset bebas linear dari . Akibatnya, juga bersifat bebas linear, sehingga termasuk elemen dari . Hal ini mengartikan adalah batas atas bagi dalam : himpunan itu adalah elemen dari , dan berisi semua elemen dari .

Karena tak-kosong, dan semua subset terurut total dari memiliki batas atas dalam , lema Zorn menyatakan bahwa memiliki elemen maksimal. Dalam kata lain, terdapat elemen di yang memenuhi kondisi: kapanpun untuk suatu elemen dari , maka .

Karena elemen dari , kita menyimpulkan adalah subset yang bebas linear di . Sekarang kita cukup membuktikan adalah basis dari .

Anggap ada suatu vektor di yang tidak berada dalam rentang (span) dari , maka bukan menjadi elemen dari . Misalkan . Himpunan ini adalah elemen dari (karena tidak berada dalam rentang , dan bebas linear) mengakibatkannya merupakan subset yang bebas linear di . Karena namun (karena mengandung yang tidak ada di ), hal ini berkontradiksi dengan maksimalitas dari . Alhasil, merentang .

Kita dapatkan bebas linear dan merentang , menjadikannya sebagai basis bagi dan membuktikan bahwa semua ruang vektor memiliki basis. Bukti ini membutuhkan lema Zorn, yang setara dengan aksioma pemilihan. Kebalikan dari hubungan di atas juga telah dibuktikan, bahwa jika semua ruang vektor memiliki basis, maka aksioma pemilihan benar.[2] Akibatnya, dua pernyataan ini bersifat setara.

Catatan kaki

  1. ^ Halmos, Paul Richard (1987). Finite-Dimensional Vector Spaces (edisi ke-4th). New York: Springer. hlm. 10. ISBN 978-0-387-90093-3. 
  2. ^ Blass 1984

Referensi

Referensi umum

Referensi sejarah

Pranala luar

Read other articles:

German football club This article is about the now-defunct football team. For the successor club, see SV Tasmania Berlin. Football clubSC Tasmania 1900 BerlinFull nameSport-Club Tasmania von 1900 Berlin e.V.Founded2 June 1900Dissolved1973 Home colours Away colours SC Tasmania 1900 Berlin was a German football club based in the Berlin district of Neukölln. History Historical chart of the club's league performance The club was founded as Rixdorfer TuFC Tasmania 1900 on 2 June 1900. It is belie...

 

Town in Texas, United StatesKenefick, TexasTownLocation of Kenefick, TexasCoordinates: 30°6′22″N 94°51′8″W / 30.10611°N 94.85222°W / 30.10611; -94.85222CountryUnited StatesStateTexasCountyLibertyArea[1] • Total1.56 sq mi (4.03 km2) • Land1.55 sq mi (4.02 km2) • Water0.004 sq mi (0.01 km2)Elevation66 ft (20 m)Population (2010)[2] • Tota...

 

Voor de gelijknamige plaats in Pennsylvania, zie Glen Campbell (Pennsylvania). Glen Campbell Algemene informatie Volledige naam Glen Travis Campbell Geboren 22 apr 1936 Overleden 8 aug 2017 Land Vlag van Verenigde Staten Verenigde Staten Werk Jaren actief 1958 Genre(s) countrymuziek, folkrock, popmuziek, gospelmuziek, rock, folk Beroep gitarist, zanger, acteur, componist, televisiepresentator, filmacteur Instrument(en) gitaar, basgitaar, banjo, stem Officiële website(en) AllMusic-p...

Mapa do IDH do Pará.Legenda:  Muito alto (nenhum município)  Alto (3 municípios)  Médio (44 municípios)  Baixo (87 municípios)  Muito baixo (8 municípios) Esta é uma lista de municípios do estado brasileiro do Pará por Índice de Desenvolvimento Humano (IDH), segundo dados do Programa da Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) datados do ano 2010.[1] De acordo com os dados de 2010, o município com o maior Índice de Desenvolvi...

 

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (يونيو 2019) تيم هاردين (بالإنجليزية: Tim Hardin)‏    معلومات شخصية الميلاد 23 ديسمبر 1941[1][2]  يوجين، أوريغون  الوفاة 29 ديسمبر 1980 (39 سنة) [1][2]  لوس أنج...

 

O Modelo de Cournot ou Competição de Cournot é um modelo econômico utilizado para descrever uma estrutura de indústria em que as empresas competem de acordo com a quantidade produzida pelos seus concorrentes, existindo uma grande interdependência nas decisões dos agentes. O modelo foi desenvolvido por Antoine Augustin Cournot (1801-1877) ao observar da concorrência em um mercado em duopólio.[1] o modelo tem as seguintes características: Há mais de uma empresa e todas as empresas pr...

Hospital in NY, U.S.Weill Cornell Medical CenterNewYork-Presbyterian HospitalWeill Cornell Medical Center campus in 2021GeographyLocation525 East 68th Street, New York City, NY, U.S.Coordinates40°45′53″N 73°57′14″W / 40.764690°N 73.953960°W / 40.764690; -73.953960OrganisationCare systemNon-profitTypeTeachingAffiliated universityWeill Cornell MedicineServicesEmergency departmentLevel I Trauma Center[1] Level II Pediatric Trauma CenterBeds862 in curre...

 

Statue of John Wilkes (Fetter Lane, London). Member of Parliament for Middlesex 1768-1769 and 1774-1790. The Hackney, Shoreditch, and Stoke Newington areas of North London, England, have been represented in the House of Commons of the Parliament of the United Kingdom through several parliamentary constituencies. Previous to the enfranchisement by division of the Hackney constituency in 1868, representation in Parliament was by two knights of the shire returned by the county constituency of Mi...

 

南スーダン共和国大統領 President ofthe Republic of South Sudan大統領章大統領旗現職者サルバ・キール・マヤルディ(初代)Salva Kiir Mayardit就任日 2011年7月9日種類元首政府の長呼称閣下所属機関内閣担当機関大統領府庁舎大統領官邸所在地ジュバ任命直接選挙任期4年(再選可能)[1]根拠法令南スーダン共和国憲法前身南スーダン自治政府大統領創設2011年7月9日初代サル...

Indian Tamil soap opera AlaigalGenreDramaWritten byDevi BalaSaiprakash K. VijayanDirected bySundar K. VijayanStarringVenu ArvindJayachitraVadivukkarasiSri Durga / ReshmaYuvasriAbsarA. L. RaghavanRajeshM. N. NambiarS. N. LakshmiKavithalaya KrishnanVanitha KrishnachandranManjariAlaigal RaniM. S. BhaskarTheme music composerDhinaOpening themeSuttrum BhoomiComposerKiranCountry of originIndiaOriginal languageTamilNo. of episodes403ProductionProducerVikatan Televistas Pvt. LtdCinematographyPons Chan...

 

Class of chemical compounds A vehicle tire showing signs of ozone cracking An antiozonant, also known as anti-ozonant, is an organic compound that prevents or retards damage caused by ozone. The most important antiozonants are those which prevent degradation of elastomers like rubber. A number of research projects study the application of another type of antiozonants to protect plants as well as salmonids that are affected by the chemicals. Effect of ozone The distribution of atmospheric ozon...

 

This article includes a list of references, related reading, or external links, but its sources remain unclear because it lacks inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (February 2008) (Learn how and when to remove this template message) 2005 American filmThrough the FireDirected byJonathan HockProduced byJonathan HockPhilip A. AromandoDiane HouslinChristopher KenneallyAsha RubinStarringSebastian TelfairCinematographyAlastair ChristopherEdit...

Coordenadas: 38° 42' 57.1 N, 9° 8' 29.9 O Praça dos Restauradores Praça dos RestauradoresPraça dos Restauradores (estrela de cor verde) Freguesia(s) Santo AntónioSanta Maria Maior Antiga(s) freguesia(s): Santa Justa Lugar, Bairro: Baixa Início Praça do Rossio Término Avenida da Liberdade Área 17 300 Nomeação 22 de julho de 1884 Homenagem a Restauradores da Independência (1640) Designação anterior Passeio Público A Praça dos Restauradores situa-se na Baixa de Lisboa, no extrem...

 

Dani Aranzubia Aranzubia pada tahun 2008Informasi pribadiNama lengkap Daniel Aranzubia AguadoTanggal lahir 18 September 1979 (umur 44)Tempat lahir Logroño, SpanyolTinggi 1,86 m (6 ft 1 in)Posisi bermain Penjaga gawangInformasi klubKlub saat ini Bilbao Athletic(pelatih kiper)Karier junior1993–1994 Loyola1994–1997 Athletic BilbaoKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)1996–2000 Bilbao Athletic 70 (0)1997–1998 Basconia 31 (0)2000–2008 Athletic Bilbao 162 (0)2008–2013...

 

Throne Hall in Dusit Palace, ThailandAnanta Samakhom Throne Hall พระที่นั่งอนันตสมาคมAnanta Samakhom Throne Hall from the southGeneral informationTypeThrone HallArchitectural styleNeo-Renaissance & Neo-ClassicAddressDusit PalaceCountryThailandCoordinates13°46′18″N 100°30′48″E / 13.771649°N 100.513251°E / 13.771649; 100.513251Construction started1908Completed1915Cost15 million Siamese BahtDesign and constructionArc...

Athletics at the Olympics Men's pole vaultat the Games of the IV OlympiadAthletics pictogramVenueWhite City StadiumDateJuly 24Competitors15 from 7 nationsWinning height3.71 ORMedalists Edward Cook United States Alfred Carlton Gilbert United States Edward Archibald Canada Clare Jacobs United States Bruno Söderström Sweden← 19041912 → Athletics at the1908 Summer OlympicsTrack events100 mmen200 mmen400 mmen800 mmen1500 mmen5 milesmen110 ...

 

Населённый пункт Населённый пункт (н.п.), селение[1], населённое место[2] — населённое людьми место (поселение), первичная единица расселения людей в пределах одного застроенного жильём земельного участка. В зависимости от размеров и других характеристик выд...

 

SI unit of magnetic field strength teslaUnit systemSIUnit ofmagnetic flux densitySymbolTNamed afterNikola TeslaConversions 1 T in ...... is equal to ...    SI base units   1 kg⋅s−2⋅A−1   Gaussian units   ≘ 104 G The tesla (symbol: T) is the unit of magnetic flux density (also called magnetic B-field strength) in the International System of Units (SI). One tesla is equal to one weber per square metre. The unit...

Fantasy StudiosGeneral InformationLocation (originally)Berkeley, CaliforniaCountryUnited StatesWebsite[1]HardwareAnalog SSL 8056 & 4000E, Digidesign C24Dates Active1971 (private), 1980 (public), remodeled 2007. Closed in 2018.AssociatedFantasy Records Fantasy Studios was a music recording studio in Berkeley, California, at the Zaentz Media Center, known for its recording of award-winning albums including Journey's Escape and Green Day's Dookie. Built as a private recording studio for arti...

 

Matahari terbit di Lembah Danum, Kalimantan Jembatan menuju hutan hujan tropis di Lembah Danum Wilayah Konservasi Lembah Danum adalah hutan hujan dataran rendah yang memiliki luas sebesar 438 kilometer yang terdapat di Sabah, Malaysia. Tempat tersebut berisi flora dan fauna tropis, yang meliputi spesies seperti badak Sumatra Timur, orangutan Kalimantan, gibbon, rusa tikus, macan dahan dan lebih dari 270 spesies burung.[1] Tempat tersebut diurus oleh Yayasan Sabah untuk konservasi, pen...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!