Система векторов называется линейно-зависимой, если можно подобрать такие числа , ,..., не все равные нулю (есть ≠0), что
( - нуль-вектор)
Система векторов называется линейно-независимой, если из данных векторов нельзя составить нулевую линейную комбинацию с отличными от нуля коэффициентами, т.е. для линейно-независимой системы векторов выражение (1.3) справедливо тогда, когда все коэффициенты =0, .
Справедливы следующие утверждения.
Лемма. Если часть системы векторов линейно-зависима, то и вся система векторов линейно-зависима.
Теорема 1. Если система векторов линейно-зависима, то хотя бы один из них можно представить в виде линейной комбинации остальных векторов.
Следствие 1. Если хотя бы один вектор системы линейно выражается через остальные векторы, то система линейно-зависима.
Следствие 2. В линейно-независимой системе ни один из векторов нельзя выразить через остальные.
Теорема 2: Если каждый из векторов системы линейно выражается через векторы (k<m), то система векторов линейно зависима.
Теорема 3: В n-мерном пространстве любая система, содержащая более чем n векторов линейно - зависима.
Следствие: В n-мерном пространстве любая линейно – зависимая система может содержать не более n векторов.
Таким образом, на плоскости линейно – независимыми могут быть только два вектора. Любой третий вектор можно представить линейной комбинацией этих двух векторов. В 3-х мерном пространстве линейно - независимыми могут быть не более трёх векторов и т.д.
Пример: Является ли система векторов = (1;0;0); = (0;1;0) и = (0;0;1) линейно зависимой?
Решение: Составляем нулевую линейную комбинацию:
(1;0;0)λ1 + (0;1;0)λ2 + (0;0;1)λ3 =(0;0;0)
или
Все значения , следовательно, система векторов – линейно – независима. Очевидно, что система из n n-мерных ортов является линейно-независимой.