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과학

선형결합

선형결합과학
영문명
Linear combination
기본 형태
Σcᵢvᵢ
사용 연산
스칼라배와 덧셈
관련 개념
생성, 선형독립, 기저
선형결합은 여러 벡터에 각각 스칼라를 곱한 뒤 더한 표현이다. 벡터 v₁,…,vₖ와 스칼라 c₁,…,cₖ에 대해 c₁v₁+…+cₖvₖ로 쓰며 계수는 해당 벡터 공간의 스칼라 범위에서 고른다.

좌표로 계산하기

u=(1,2), v=(3,1)이면 2u−v=(2,4)−(3,1)=(−1,3)이다. 계수가 음수이거나 0이어도 선형결합이다. 덧셈만 하거나 양수만 곱하는 경우로 한정하지 않는다.

만들 수 있는 벡터

(1,0)과 (0,1)의 선형결합으로 평면의 모든 벡터 (a,b)를 만들 수 있다. 반면 (1,0) 하나의 실수배로는 두 번째 성분이 0이 아닌 벡터를 만들 수 없다.

계수의 유일성

같은 벡터를 선형결합으로 나타내는 계수가 언제나 유일한 것은 아니다. (1,0)과 (2,0)을 함께 사용하면 여러 계수 조합이 같은 결과를 낼 수 있다. 유일성은 선형독립과 연결된다.

화살표 밖의 예

다항식 공간에서 2+3x는 다항식 1과 x의 선형결합이다. 함수나 행렬도 해당 공간의 연산을 사용해 같은 방식으로 다룰 수 있다. 벡터 공간이 무엇인지와 허용되는 스칼라를 먼저 정한다.

관련 문서

벡터 / 벡터 공간 / 선형독립 / 기저 (선형대수학) / 행렬 / 다항식 / 선형대수학