定義
設 是 R中任一組向量。記 的所有線性組合的集合為 ,即
稱 為向量組 生成的子空間。
定理
1.設 是 R中任一組向量。則 是R 的一個子空間。
2.設W是 R的一個子空間, 是W中一組向量,Span(ααα)⊆ W。
3.推論:設W是 R的一個子空間, 是W中一組向量,Span(ααα)= W的充分必要條件:W每個向量可以 線性表出。即 R的一個子空間的一組向量可以線性表出這個子空間的每個向量,那么這個子空間與子空間內的這一組向量的生成子空間是等價的。
當Span(ααα)= W時,稱 是子空間W的一組生成元。
重要性質
1)如果α,α,···,α線性無關,則其為生成子空間Span{α,α,···,α }的一組基 ;
2)如果α,α,···,α是向量組α,α,···,α的最大線性無關組,則
1.Span{α,α,···,α }= Span{α,α,···,α}
2.α,α,···,α是Span{α,α,···,α }的一組基
證明
1.: ,從而 非空 。
任取 的兩個元素:
有
和
可推出非空,和線性運算封閉。故 是R 的一個子空間。
2.由向量子空間的定義:R 中任意向量的線性組合包含於W(是W中的元素),而 一是 R中任一組向量,它的線性組合即生成的子空間Span(ααα)也是包含於W的。
3.由定理2,Span(ααα)⊆ W。證明Span(ααα)= W,只需證明Span(ααα)⊇W。
由條件, ,α可由ααα線性表出,α∈Span(ααα),由於α的任意性,Span(ααα)⊇W也成立。故得Span(ααα)= W。