Def_
Let β={u1,⋯,un} be an ordered basis for an n-dimensional vector space V. ∀x∈V, let a1,⋯,an∈F be the unique scalars such that x=n∑i=1aiui; then we define the coordinate vector of x by β (relative to β), denoted by [x]β, as
[x]β=[a1⋮an]∈Fn
Rmk_
The map T:V→Fn defined by Tx=[x]β is linear, 1-1 and onto.
Proof_
Let x,y∈V,c∈F.
Then T(cx+y)=[cx+y]β,cT(x)+T(y)=c[x]β+[y]β.
Note
cx+y=n∑i=1[cx+y]β,iui=cn∑i=1[x]β,iui+n∑i=1[y]β,iui=n∑i=1(c[x]β,i+[y]β,i)ui
By the uniqueness of a coordinate representation of cx+y, we have [cx+y]β,i=c[x]β,i+[y]β,i for i=1,⋯,n.
Hence,
T(cx+y)=[cx+y]β=c[x]β+c[y]β=cT(x)+T(y)
Suppose x∈N(T); then [x]β=[0⋮0]∈Fn, so that x=∑ni=1[x]β,iui=0.
Thus, N(T)={0}, that is, T is 1-1 by thm.
Since dim(V)=n=dim(Fn), T is also onto by thm.
Ex_
With the standard ordered basis β={1,x,x2} for P2(R), if f(x)=4+6x−7x2, then [f]β=[46−7].
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