Дана система векторов. выделить максимальную линейно независимую подсистему и выразить остальные векторы в виде линейных комбинаций векторов выделенной подсистемы.
Для решения этой задачи нам нужно определить максимально линейно независимую подсистему данной системы векторов. Для этого мы будем проверять, является ли каждый вектор линейно независимым от остальных векторов.
Шаг 1: Проведем первую проверку, сравнив f1 и f2:
f1 = (2; 1)
f2 = (3; 2)
Мы можем применить следующее правило: если векторы линейно зависимы, их можно записать в виде линейной комбинации друг друга. То есть, мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f2 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (3; 2) = (2a + 3b; a + 2b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + 3b = 0 (1)
a + 2b = 0 (2)
Мы знаем, что система уравнений имеет ненулевое решение (a; b), если определитель матрицы коэффициентов равен нулю.
| 2 3 |
| 1 2 |
2 * 2 - 3 * 1 = 1.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (1) и (2) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и, следовательно, векторы f1 и f2 являются линейно независимыми.
Шаг 2: Проведем вторую проверку, сравнив f1 и f3:
f1 = (2; 1)
f3 = (1; 1)
Таким же образом, мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f3 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (1; 1) = (2a + b; a + b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + b = 0 (3)
a + b = 0 (4)
Снова проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 2 1 |
| 1 1 |
2 * 1 - 1 * 1 = 1.
Определитель также не равен нулю, поэтому уравнения (3) и (4) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f1 и f3 являются линейно независимыми.
Шаг 3: Проведем третью проверку, сравнив f1 и f4:
f1 = (2; 1)
f4 = (2; 3)
Еще раз проверим, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f4 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (2; 3) = (2a + 2b; a + 3b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + 2b = 0 (5)
a + 3b = 0 (6)
Проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 2 2 |
| 1 3 |
2 * 3 - 2 * 1 = 4.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (5) и (6) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f1 и f4 являются линейно независимыми.
Мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f2 + b * f3 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (3; 2) + b * (1; 1) = (3a + b; 2a + b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
3a + b = 0 (7)
2a + b = 0 (8)
Проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 3 1 |
| 2 1 |
3 * 1 - 1 * 2 = 1.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (7) и (8) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f2 и f3 являются линейно независимыми.
Таким образом, мы получили, что все четыре вектора f1, f2, f3 и f4 являются линейно независимыми. Значит, вся система образует максимально линейно независимую подсистему.
Теперь давайте выразим остальные векторы в виде линейных комбинаций векторов выделенной подсистемы:
f1 = (2; 1)
f2 = (3; 2)
f3 = (1; 1)
f4 = (2; 3)
Поскольку все векторы являются линейно независимыми, ни один вектор не может быть выражен через другие. Таким образом, ни один из векторов не может быть выражен в виде линейной комбинации других векторов.
В итоге, ответ на данный вопрос - все четыре вектора являются линейно независимыми, и ни один из них не может быть выражен в виде линейной комбинации других векторов данной системы.
Шаг 1: Проведем первую проверку, сравнив f1 и f2:
f1 = (2; 1)
f2 = (3; 2)
Мы можем применить следующее правило: если векторы линейно зависимы, их можно записать в виде линейной комбинации друг друга. То есть, мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f2 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (3; 2) = (2a + 3b; a + 2b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + 3b = 0 (1)
a + 2b = 0 (2)
Мы знаем, что система уравнений имеет ненулевое решение (a; b), если определитель матрицы коэффициентов равен нулю.
| 2 3 |
| 1 2 |
2 * 2 - 3 * 1 = 1.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (1) и (2) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и, следовательно, векторы f1 и f2 являются линейно независимыми.
Шаг 2: Проведем вторую проверку, сравнив f1 и f3:
f1 = (2; 1)
f3 = (1; 1)
Таким же образом, мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f3 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (1; 1) = (2a + b; a + b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + b = 0 (3)
a + b = 0 (4)
Снова проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 2 1 |
| 1 1 |
2 * 1 - 1 * 1 = 1.
Определитель также не равен нулю, поэтому уравнения (3) и (4) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f1 и f3 являются линейно независимыми.
Шаг 3: Проведем третью проверку, сравнив f1 и f4:
f1 = (2; 1)
f4 = (2; 3)
Еще раз проверим, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f1 + b * f4 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (2; 1) + b * (2; 3) = (2a + 2b; a + 3b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
2a + 2b = 0 (5)
a + 3b = 0 (6)
Проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 2 2 |
| 1 3 |
2 * 3 - 2 * 1 = 4.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (5) и (6) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f1 и f4 являются линейно независимыми.
Шаг 4: Проведем последнюю проверку, сравнив f2 и f3:
f2 = (3; 2)
f3 = (1; 1)
Мы должны проверить, существуют ли такие числа a и b, чтобы a * f2 + b * f3 = 0.
Умножим первый вектор на a и второй вектор на b:
a * (3; 2) + b * (1; 1) = (3a + b; 2a + b) = (0; 0)
Теперь мы можем записать следующие уравнения:
3a + b = 0 (7)
2a + b = 0 (8)
Проверим определитель матрицы коэффициентов:
| 3 1 |
| 2 1 |
3 * 1 - 1 * 2 = 1.
Определитель не равен нулю, поэтому уравнения (7) и (8) не могут иметь нетривиального решения (a; b), и векторы f2 и f3 являются линейно независимыми.
Таким образом, мы получили, что все четыре вектора f1, f2, f3 и f4 являются линейно независимыми. Значит, вся система образует максимально линейно независимую подсистему.
Теперь давайте выразим остальные векторы в виде линейных комбинаций векторов выделенной подсистемы:
f1 = (2; 1)
f2 = (3; 2)
f3 = (1; 1)
f4 = (2; 3)
Поскольку все векторы являются линейно независимыми, ни один вектор не может быть выражен через другие. Таким образом, ни один из векторов не может быть выражен в виде линейной комбинации других векторов.
В итоге, ответ на данный вопрос - все четыре вектора являются линейно независимыми, и ни один из них не может быть выражен в виде линейной комбинации других векторов данной системы.