Proposizione 4.7.1
Dato uno spazio vettoriale di dimensione , un insieme di vettori, , linearmente indipendenti è una base.
Osservazione 4.7.2
Un insieme di vettori linearmen- te indipendenti non può contenere sottoinsiemi di vettori linearmente dipendenti.
Infatti sia un insieme di vettori linearmente indipendenti. Sia con un insieme di vettori lineramente dipendenti, allora esistono non tutti nulli tali che da cui segue che è lineramente dipendente e ciò contrasta con le ipotesi.
Osservazione 4.7.3
Un insieme di vettori linearmen- te dipendenti può contenere sottoinsiemi di vettori che sono linearmente indipendenti.
è linearmente dipendente ma è linearmente indipendente.
Osservazione 4.7.4
Il vettore nullo è linearmente dipendente poichè . Dall'osservazione oss 4.2.14 si deduce che il vettore nullo non può far parte di un insieme linearmente indipendente. In particolare, non può appartenere a una base.
Proposizione 4.7.5
è una base di uno spazio vettoriale sul campo se e solo se è un sistema massimale di vettori linearmente indipendenti.
Dim.
Per provare la condizione sufficiente bisogna dimostrare che genera Sia
Se . Se è linearmente dipendente allora esistono non tutti nulli in tali che Se fosse , allora si avrebbe
con qualche che è assurdo perchè è linearmente indipendente. Allora dev'essere
Dim.
Supponiamo per assurdo che esista tale che generi Allora tale che è generato da , per cui è lineramente dipendente, ma che è linearmente indipendente.
Viceversa, supponiamo per assurdo che sia linear- mente dipendente, quindi esistono non tutti nulli tali che Supponendo che si ha
.
Ponendo abbiamo . Sia Risulta cioè è generato da , contro l'ipotesi.
.
Ponendo abbiamo . Sia Risulta cioè è generato da , contro l'ipotesi.
Proposizione 4.7.7
Sia uno spazio vettoriale di dimensione Se è un sistema di vettori linearmente indipendenti allora B è una base.
Dim.
Osservazione 4.7.8
Ogni insieme di vettori linearmenti indipendenti può essere completato a una base. Ad esempio i vettori e sono linearmente indipendenti. Aggiungendo ad essi i vettori otteniamo una base di
Da ogni sistema di generatori è possibile estrarre una base, prendendo il massimo insieme linearmente indipendente in esso contenuto.
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