В пространстве можно определить преобразования, которые сохраняют линейные операции.
Отображение векторного пространства называется линейным оператором, если для любых векторов , и для любого числа выполняются условия:
1) ;
2) .
Теорема 6. Всякий линейный оператор однозначно определяется некоторой матрицей .
Доказательство. Пусть задан линейный оператор и некоторый базис . Выразим векторы через векторы базиса .
Обозначим
,
Тогда
Отсюда .
Таким образом, действие оператора на произвольный вектор
полностью определяется умножением координатной строки вектора на матрицу . Теорема доказана.