行列全体はなぜベクトル空間をなし、基底・次元・共通部分といった部分空間の考え方はどのようにそのまま当てはまるのでしょうか。
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行列空間とその部分空間
3×33 \times 33×3 行列が満たすベクトル空間の公理
加法とスカラー倍について閉じていて公理が成り立つ集合はどれもベクトル空間であることを書き留め、零行列を単位元として 3×33 \times 33×3 行列で確かめましょう。
部分空間の共通部分としての対角行列
上三角行列、対称行列、対角行列の部分空間を挙げ、対角行列が最初の2つの共通部分であることを書き留め、次元 333 を与える3つの行列の基底を書き出しましょう。