Побудована нами не порожня множина вільних векторів, у якій введені операції додавання векторів, множення вектора на число, що задовольняють зазначені властивості, а саме:
, : + = + ;
, , :( + ) + = + ( + );
, : + = + = ;
(- ): + (- ) = ;
: 1* = ;
α, β R, : α(β ) = (αβ) ;
α, β R, : (α + β) = α + β ;
α R, , : α( + ) = α + α – називається векторним простором. Позначимо його .
У векторних просторах розглядається поняття базису векторного простору і розмірності. Введемо означення цих понять.
Означення: базисом векторного простору називається система векторів, яка задана в певному порядку і задовольняє умови:
1) ця система векторів лінійно незалежна;
2) будь-який інший вектор із даного векторного простору є лінійною комбінацією даної системи векторів.
Інакше кажучи, базисом векторного простору називається максимальна система лінійно незалежних векторів даного векторного простору.
Означення: розмірністю векторного простору називається число векторів базису, тобто максимальна кількість лінійно незалежних векторів.
З попередніх теорем випливає, що базисом побудованого нами векторного простору є будь-яка система трьох не компланарних векторів, взятих у певному порядку. Справді, система будь-яких трьох некомланарних векторів лінійно незалежна, а за теоремою про розклад вектора за трьома не компланарними векторами будь-який вектор із даного векторного простору є лінійною комбінацією даної системи векторів.
Тому розмірність даного простору дорівнює трьом. У зв’язку з цим побудований нами векторний простір називається тривимірним векторним простором.
Означення: нехай L – непорожня множина векторів із векторного простору . Множина L називається векторним підпростором простору , якщо виконуються такі умови:
1) якщо L, L, то + L;
2) якщо L, то і α L α R.
Тобто підмножина L простору буде векторним підпростором простору , якщо вона сама є векторним простором.