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当第三个向量从平面中伸出时,三维空间中三个向量的张成空间是什么?

当第三个向量以一定角度从平面中伸出时,缩放它可以让整个二维薄片在空间中上下滑动。随着三个自由变化的标量(av⃗+bw⃗+cu⃗a\vec{v} + b\vec{w} + c\vec{u}),张成空间现在包含了三维体积中每一个可能的点。

适用条件

  • 前两个向量在三维空间中张成一个平面。
  • 第三个向量不在该平面上(它以一定角度伸出)。
  • 标量 aa、bb 和 cc 自由变化。

理解与推导

  1. 从在三维空间中张成二维平面的两个向量开始。
  2. 引入一个指向该平面之外的第三个向量。
  3. 缩放第三个向量以使二维平面上下滑动。
  4. 允许所有三个标量在组合 av⃗+bw⃗+cu⃗a\vec{v} + b\vec{w} + c\vec{u} 中自由变化。
  5. 得出张成空间包含整个三维体积的结论。

例子

随着三个自由变化的标量(av⃗+bw⃗+cu⃗a\vec{v} + b\vec{w} + c\vec{u}),张成空间包含了三维体积中每一个可能的点。

容易误解的地方

  • 认为张成空间仍然是一个二维平面。
  • 认为第三个向量必须与该平面正交才能扩展张成空间。

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