Примеры. 1. Рассмотрим пространство геометрических векторов V3

1. Рассмотрим пространство геометрических векторов V₃. В нем два вектора линейно зависимы, когда они коллинеарны; три вектора линейно зависимы, когда они компланарны. Всякие четыре вектора этого пространства всегда линейно зависимы.

2. Рассмотрим арифметическое пространство R_n. Попытаемся построить линейно независимую систему векторов этого пространства. Рассмотрим k векторов

,

Если линейно зависимы, то одновременно такие, что

где – ноль пространства R_n. По определению R_n отсюда следует, что

,

Получаем в результате относительно t_i систему n линейных однородных уравнений с k неизвестными и матрицей размера . Такая система имеет только нулевое решение, если

и имеет ненулевое решение, если

Отсюда следует, что в пространстве R_n не может быть больше, чем n линейно независимых векторов. Линейно независимыми являются всякие векторы, компоненты которых образуют матрицу полного ранга. Например, n векторов

(2.2)

Определение. Совокупность линейно независимых векторов пространства X называется базисом этого пространства, если найдутся такие числа , что справедливо равенство

(2.3)

Соотношение (2.3) называется разложением вектора по базису.

В силу линейной независимости векторов базиса разложение (2.3) определяется единственным образом.

Определение. Коэффициенты разложения вектора по базису называются координа­тами вектора относительно базиса.

Пример. Совокупность векторов (2.2) образует очевидно базис пространства R_n, так как для всякого вектора имеет место разложение

При решении задач полезно помнить, что векторы линейно зави­симы тогда и только тогда, когда линейно зависимы вектор-столбцы из их координат относительно произвольного базиса.

Определение. Если в линейном пространстве X существует n линейно независимых векторов, а всякие век­тор этого пространства линейно зависимы, то число, n называется размерностью линейного пространства

Само линейное пространство X называется при этом n-мерным. Линейное пространство, в котором можно указать сколь угодно большое число линейно независимых векторов называется бесконечно мерным.