4 Почему координаты единственны

Почему координаты единственны

Существование разложения следует из порождающего свойства базиса. Докажем единственность. Предположим, что один вектор имеет два разложения:

\[\vec v=x_1\vec b_1+\cdots+x_n\vec b_n\]
\[\vec v=y_1\vec b_1+\cdots+y_n\vec b_n\]

Вычтем второе равенство из первого:

\[(x_1-y_1)\vec b_1+\cdots+(x_n-y_n)\vec b_n=\vec{0}\]

Базисные векторы независимы, поэтому все коэффициенты нулевые:

\[x_1-y_1=\cdots=x_n-y_n=0\]

Следовательно, \(x_i=y_i\) для каждого \(i\).

Коэффициенты единственного разложения

\[\vec v=x_1\vec b_1+\cdots+x_n\vec b_n\]

называются координатами вектора \(\vec v\) в базисе \(\mathcal B\). Координатный столбец обозначается

\[\left[\vec v\right]_{\mathcal B} = \begin{pmatrix} x_1\\ \vdots\\ x_n \end{pmatrix}\]

Слово «единственный» относится только к фиксированному упорядоченному базису. Если изменить базис или переставить его векторы, координатный столбец изменится.

Почему координаты единственны — Базис, размерность и координаты | Высшая математика — Профиматика