Определение 5. Всякую систему
векторов линейного пространства X называют базисом, или базой, этого пространства, если:
1. система векторов
линейно независима;
2. любой вектор x пространства X линейно выражается через векторы этой системы:
. (4)
Числа
называются координатами вектора x относительно базиса
. Число n базисных векторов в пространстве X называется размерностью пространства и обозначается символом dim X.
Задача 8. Доказать, что векторы вида:
,
,
,
образуют базис в пространстве
.
Решение.
Докажем линейную независимость векторов
.
Рассмотрим линейную комбинацию:



,
т.е.
линейно независимы.
Покажем, что для любого вектора
справедливо представление (4).
Пусть
. Тогда
, т.е. коэффициенты
равенства (4) в данном примере совпадают с
.
Таким образом, исходная система векторов является базисом в пространстве
и dim
=n.
Аналогично можно доказать следующие утверждения:
1. Многочлены
,
,
,
образуют базис в линейном пространстве
, где K =R или K =C;
.
2. В линейном пространстве
матриц размерности
базисом являются матрицы
,
,
, где
– матрица, на пересечении i-ой строки которой и j-го столбца стоит единица, а остальные элементы – нули.