第一学期第二十次课 4.2.2子空间的交与和,生成元集 定义4.13 设,则是V的一个子空间,称为由生成的子空间,记为。易见,生成的子空间的维数等于的秩。 定义4.14 子空间的交与和 设为线性空间V/K的子空间,定义 ,称为子空间的交; ,称为子空间的和。 命题4.9 和都是V的子空间。 证明: 由命题 ,只需要证明和关于加法与数乘封闭即可。 事实上,,则,。由于均是V的子空间,则,于是,关于加法封闭,,,,于是,关于数乘封闭;,则由的定义,,使得,而,则 ,关于加法封闭, ,,使得,由于,则,关于数乘封闭。 证毕。 命题4.10 设是V的子空间,则和均为V的子空间。 4.2.3 维数公式。 定理4.1 设V为有限维线性空间,为子空间,则 。 这个定理中的公式被称为维数公式。 证明: 设,,,, 取的一组基(若=0,则,基为空集) 将此基分别扩充为的基 , , 只需要证明是的一组基即可。 首先,易见中的任一向量都可以被线性表出。事实上,,则,其中, 而   于是可被线性表出。只要再证明向量组线性无关即可。 设, 其中 则 ,(*) 于是 , , 于是,记为。 则可被线性表示,则 , 带入(*),有 , 由于是的一组基,所以线性无关,则 , 带回(*),又有 , 于是向量组线性无关。 证毕。 推论2.1 设都是有限为线性空间V的子空间,则: 。 证明:对t作归纳。