线性变换是数学中的一个概念,具体来说,它是从一个线性空间到其自身的映射,这种映射具有以下两个基本性质:
加法性质:
对于线性空间中的任意两个向量 \(u\) 和 \(v\),线性变换 \(T\) 作用下,\(T(u + v) = T(u) + T(v)\)。
数乘性质:
对于线性空间中的任意向量 \(u\) 和任意标量 \(k\),线性变换 \(T\) 作用下,\(T(ku) = kT(u)\)。
这意味着,如果一个变换保持了向量的加法和数乘运算,那么这个变换就是线性的。在几何上,线性变换可以理解为保持直线的特性,即变换前后零点不变,变换前后直线还是直线。
线性变换在数学的许多分支中都有应用,包括线性代数、物理学和工程学等领域。它可以将空间中的向量围绕零点进行旋转伸缩,但不能将其弯曲,否则就是非线性变化