* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
58
ВЕКТОРНЫЕ
ПРОСТРАНСТВ \
и
ЛИНЕГШЫЕ
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
содержится в каждом из первоначально заданных подпространств. Ясно, что если подпространство L пространства L содержится в дру гом подпространстве L того же пространства, то L может рас сматриваться так же, как п о д п р о с т р а н с т в о £ *. Отметим также, что л ю б о е п р о с т р а н с т в о может рассматриваться как подпро странство в себе самом: это вполне согласуется с принятым нами определением. Если нам нужно подчеркнуть, что рассматриваемое подпространство не совпадает со в с е м пространст в о м , то мы будем называть его собственным подпростран ством. Легко видеть, что если задано произвольное множество М век торов пространства L, т о с о в о к у п н о с т ь в с е х и х л и н е й н ы х к о м б и н а ц и й образует уже подпространство в L : ведь сумма двух линейных комбинаций векторов множества М и произ ведение любой из этих линейных комбинаций на любое число рас сматриваемого поля К будут снова линейными комбинациями век торов множества /И. Это подпространство называется подпростран ством, порождаемым данным множеством векторов. Наибольший интерес для нас будут представлять случаи, когда рассматриваемое множество векторов конечно. В случае векторного пространства элементарной геометрии под пространство, п о р о ж д а е м о е о д н и м вектором, является сово купностью векторов, лежащих на определяемой этим вектором пря мой линии. То же самое подпространство порождают и два вектора этой прямой, если хотя бы один из них отличен от нуля. Однако если мы возьмём два вектора, н е л е ж а щ и х на о д н о й п р я м о й , то порождаемое ими подпространство будет уже плоскостью. Нако нец, если мы возьмём три вектора, не лежащих на одной плоскости, то порождаемое ими подпространство будет попросту совпадать со всем пространством. Можно указать ряд подпространств в тех пространствах, кото рые были определены в примерах 1—4 § 8. Например, в простран стве F c o , уже рассматривавшемся в предыдущем параграфе, в качестве подпространства содержится совокупность многочленов, не содер жащих нечётных степеней х. Легко видеть, что размерность этого подпространства так же бесконечна, как и размерность самого про странства: ведь 1, х > , х* > . . . линейно независимы (см. § 10). Однако в том же пространстве имеются и подпространства конечной размерности. Так, пространство F многочаенов, степень которых не превышает л, содержится в F^ в качестве подпространства. То, что размерность этого подпространства конечна, ясно из того, что все многочлены степени п или меньше представляются линейными комбинациями «одночленов» 1, х JC , x также являющихся «векторами» нашего пространства. Доказанные в предыдущем параграфе теоремы дают возможность во многих случаях просто определить, какова размерность того или
x 2 t 2 г п n 2 n л t