1. 線性組合
接下來我們要換一個角度來看向量。以二維平面直角坐標(biāo)系為例，i, j 分別是沿 2 個坐標(biāo)軸方向的單位向量。那么坐標(biāo)平面上的其他向量，例如 [ 3 ?2 ] 與 i, j 是什么關(guān)系呢？
將向量 i 沿水平向右的方向拉升 3 倍，向量 j 沿豎直向下的方向拉升 2 倍
這樣，我們可以將向量 [ 3 ?2 ] 看成是將向量 i, j 縮放后再相加的結(jié)果
向量 i, j 稱為基向量，其他向量都可以通過對基向量縮放再相加的方法構(gòu)造出來。基向量縮放的倍數(shù)對應(yīng)向量的各個分量，即向量對應(yīng)的坐標(biāo)。
我們可以通過選擇不同的基向量來構(gòu)造新的坐標(biāo)系。例如，我們可以選擇指向右上方的向量 v 和 指向右下方的向量 w 作為基向量。
對這組新的基向量進(jìn)行縮放再相加，同樣也能構(gòu)造出其他的向量
一組基向量就對應(yīng)一個坐標(biāo)系，選擇不同的基向量就構(gòu)造出了不同的坐標(biāo)系。同一個向量，在不同的坐標(biāo)系下（即采用不同的基向量），其坐標(biāo)值也要相應(yīng)地發(fā)生變化。后面，咪博士會進(jìn)一步談到具體如何變換。
上面，反復(fù)出現(xiàn) “將向量進(jìn)行縮放再相加” 的操作，這樣的操作，我們稱之為 線性組合
2. 向量張成的空間
在二維平面中，選取 2 個向量，然后考慮它們所有可能的線性組合，我們會得到什么呢？這取決于我們選擇的 2 個向量。
通常情況下，我們會得到整個平面
如果選擇的 2 個向量，恰好共線的話，那它們的線性組合就被局限在一條過原點(diǎn)的直線上了
最極端的情況是，選擇的 2 個向量都是零向量，那么它們的線性組合就只可能是零向量了
向量 v, w 的 全部線性組合 所構(gòu)成的向量集合稱為向量 v, w 所 張成的空間
還記得前面的教程中，咪博士談到數(shù)乘和加法是向量 2 個最基礎(chǔ)的運(yùn)算嗎？當(dāng)我們談?wù)撓蛄克鶑埑傻目臻g時，我們實(shí)際上就是在問，僅僅通過數(shù)乘和加法 2 種基礎(chǔ)運(yùn)算，你能獲得的所有可能的向量集合是什么。
在線性代數(shù)中，向量的起點(diǎn)始終固定在原點(diǎn)的位置，因此 向量的終點(diǎn)就唯一確定了向量本身。這樣，我們便可以將向量看成是空間中的點(diǎn)（即向量的終點(diǎn)）。
3. 線性相關(guān)、線性無關(guān)
將線性組合的想法擴(kuò)展到 3 維空間中。想象 3 個 3 維向量，它們所張成的空間會是什么樣的呢？這取決于我們選擇的 3 個向量。
- a. 通常情況下，我們會得到整個 3 維空間
- b. 當(dāng)選擇的 3 個向量共面時，它們所張成的空間是一個過原點(diǎn)的平面
- c. 當(dāng) 3 個向量共線時，它們所張成的空間是一條過原點(diǎn)的直線
- d. 當(dāng) 3 個向量都是零向量時，它們所張成的空間只包含零向量
顯然，在考慮向量所張成的空間時，有些向量是多余的。例如，情況 b ，確定一個平面只需要 2 個向量，而我們卻用了 3 個向量，這意味著，有 1 個向量是多余的；情況 c，確定一條直線只需要 1 個向量就夠了，而我們用了 3 個向量，其中有 2 個向量是多余的。數(shù)學(xué)上，我們用線性相關(guān)來描述這樣的現(xiàn)象。
當(dāng)我們說幾個向量所構(gòu)成的向量組線性相關(guān)時，意思是向量組中的（任意）一個向量都可以用向量組中其他向量的線性組合來表示出來。換句話講，這個向量已經(jīng)落在其他向量所張成的空間中，它對整個向量組張成的空間是沒有貢獻(xiàn)的，把它從向量組中拿掉，并不會影響向量組所張成的空間。
線性無關(guān)指的是，向量組中的（任意）一個向量無法用向量組中其他向量的線性組合表示出來。換句話說，向量組中的每一個向量都為向量組所張成的空間貢獻(xiàn)了一個維度，每一個向量都缺一不可，少了任何一個向量，都會改變向量組所張成的空間。
4. 基的嚴(yán)格定義
最后，我們把本節(jié)相關(guān)的概念串起來，形成基的嚴(yán)格定義：
向量空間的一組 基 是 張成 該空間的一個 線性無關(guān) 向量集
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