问答题 设α1=(1,2)T,α2=(0,1)T为R2的一组基,且β1=(2,3)T,β2=(1,4)T,证明:在R2中存在唯一的线性变换σ,使σ(αi)=βi(i=1,2),并且对于α=(3,4)T,求σ(α).
【正确答案】设x=x1α1+x2α2∈R2,定义R2到自身的一个映射σ:
   σ(x)=x1β1+x2β2
   下面证明σ是R2的一个线性变换,设y=y1α1+y2α2∈R2
   因为x+y=(x1+y11+(x2+y22
   σ(x+y)=(x1+y11+(x2+y22
   =(x1β1+x2β2)+(y1β1+y2β2)
   =σ(x)+σ(y),
   设k∈R,那么
   σ(kx)=kx1β1+kx2β2
   =k(x1β1+x2β2)
   =kσ(x),
   所以σ是R2的一个线性变换,且满足σ(αi)=βi(i=1,2).
   如果τ是R2的另一个线性变换,且满足r(αi)=βi(i=1,2),
   因为α1,α2为R2的一组基,所以对于任意的x∈R2,有x=x1α1+x2α2,对某个x1,x2∈R成立
   σ(x)=x1σ(α1)+x2σ(α2)=x1β1+x2β2
   =x1τ(α1)+x2τ(α2)=τ(x)
   故σ=τ.
   又由于α=(3,4)T=3α1-2α2,σ(α)=3β1-2β2=(4,1)T
【答案解析】