مختبر الجبر الخطي · من الصفر
→ السابق · الرئيسية · التالي ←
الدرس 0008 · Build

المولد والاستقلال الخطي

Span & Linear Independence — what a set reaches, and whether it wastes a vector

~45 دقيقة · المتطلب: الدرس 0007 (التركيب الخطي)

١ المولد: كل ما تصل إليه الخلطةSpan = the set of ALL linear combinations

المولد (span) لمجموعة متجهات هو كل النتائج الممكنة من كل الأوزان الممكنة. مولد (1,0) وحده هو المحور السيني كله. ومولد (1,0) و (0,1) هو كله. السؤال: هل المجموعة «تولّد» هدفك؟ أي: هل الهدف تركيب منها؟

تشبيه: تغطية الواي فاي

كل راوتر يغطي دائرة — والمولد هو اتحاد التغطيات لكل قوى الإشارة الممكنة. راوتران متوازيان لا يغطيان بيتاً من طابقين. Span is the total coverage at every power level.

فكرة أساسية

القاعدة الذهبية: المولد سؤال «وصول»: w ∈ span{v₁,v₂} تعني «يوجد حل لمنظومة الأوزان». والاستقلال سؤال «هدر»: هل أحد المتجهات تركيب من البقية؟ (Span asks “reachable?” Independence asks “wasted?”)

٢ مختبر الاستقلال لمتجهينParallel ⟺ dependent in R² — test it with the determinant

لمتجهين في الاختبار فوري: متوازيان ⟺ مرتبطان خطياً (dependent)، وغير متوازيين ⟺ مستقلان (independent). والمحدد يحسم: det = 0 ⟺ مرتبطان. أدخل أي زوجين واحكم.

ميزان الاستقلال

أدخل المتجهين — اللوحة تحسب المحدد وتصدر الحكم

det = ؟

٣ المعادلة الصفرية هي المحكc₁v₁ + c₂v₂ = 0 with a nonzero weight ⟺ dependent

التعريف الدقيق: المجموعة مرتبطة خطياً إذا وُجدت أوزان ليست كلها صفراً تحقق c₁v₁ + c₂v₂ = 0، ومستقلة إذا كان الحل الوحيد هو الأوزان الصفرية. مثال: (1,1) و (2,2) مرتبطان لأن 2·(1,1) − 1·(2,2) = 0 بأوزان غير صفرية. حرّك الأوزان وجرب إصابة الصفر بغير الصفرية.

صيد الصفر بغير الصفرية

المتجهان (1,1) و (2,2) — حرّك الأوزان وحاول بلوغ (0,0) دون تصفيرهما

انتبه

أي مجموعة تحوي الصفري 0 مرتبطة تلقائياً (خذ وزنه 1 والبقية 0). وأي متجه منفرد غير صفري مستقل وحده. (Zero poisons independence; a lone nonzero vector is independent.)

شاهد المولد متحركاً

موشن جرافيك بتعليق عربي: التغطية، والمحدد، ومعادلة الصفر

٤ ماذا كسبت؟What you gained

المصطلحما يقوله الناسالحقيقة
المولد spanمساحة المتجهاتكل التراكيب الممكنة — سؤال وصول
مستقل independentمتجهات مختلفةلا حل غير صفري لمعادلة الصفر — لا هدر
مرتبط dependentمتجهات متشابهةأحدها تركيب من البقية — هدر يُحذف
فكرة أساسية

قبل هذا الدرس: مجموعة متجهات بلا أحكام. بعد هذا الدرس: تحدد مولد أي زوج، وتحسم استقلاله بالمحدد أو بمعادلة الصفر.

٥ اختبر فهمكCheck your understanding

ما مولد (1,0) وحده في ؟
هل (1,1) و (2,2) مستقلان؟
تعريف الارتباط الخطي؟
مجموعة تحوي المتجه الصفري — حكمها؟
مولد (1,0) و (0,1) هو؟

٦ قاموس الدرسGlossary

المصطلح العربيEnglishمعناه ببساطة
المولدspanكل ما تصل إليه التراكيب
الاستقلال الخطيlinear independenceلا هدر: لا متجه زائد
الارتباط الخطيlinear dependenceهدر: أحدهم يُبنى من البقية
شغّل التمرين في المتصفح
مراجع خارجية