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實向量空間
鎖定
- 中文名
- 實向量空間
- 外文名
- real vector space
- 所屬學科
- 線性代數
- 定 義
- 實數域ℝ上的向量空間
- 關鍵點
- 向量加法和標量乘法
實向量空間定義
雖然行向量寫起來佔的空間較少,但矩陣乘法的定義使得列向量對我們更方便。因而多數情況下使用列向量,為了節省空間,我們有時把列向量寫成
的形式。
向量加法:
標量乘法:
(a)向量加法:
;
(b)標量乘法:
;
並且這兩個合成法則必須滿足下列公理:
(i)加法使V成為阿貝爾羣
;
(ii)標量乘法與實數乘法是結合的:
(iii)用實數1作標量乘法是恆等作用:
(iv)兩個分配律成立:
注意,標量乘法將由實數c和向量
組成的每對元素對應另一向量
,這樣的法則稱為向量空間的外部合成法則。
兩個向量的乘法不是結構的一部分,雖然可以定義不同的積,如
中向量的叉積,這些積不完全是內在的,它們依賴於座標的選擇,因此將它們看成向量空間上的額外結構。
仔細看一下公理(ii).左邊是指先把a和b作為實數相乘,然後用ab和v作標量乘法而得到的向量,右邊兩個運算都是標量乘法。
實向量空間相關性質
在一個向量空間V中,下列等式成立(零向量記作
):
(a)對所有
(b)對所有
(c)對所有
.
證明 為證(a),用分配律寫出
類似地,
。於是
。最後
例1
的子空間是一個這樣的向量空間,即它的合成法則由
上的合成法則導出。
例2 設
是複數集.忘掉複數乘法,只保持加法
以及複數
和實數
的乘法
,這使得
成為實向量空間。
例3 實多項式
的集合是向量空間,其合成法則為多項式的加法以及標量和多項式的乘法。
例4 設V是區間[0,1]上實值連續函數的集合,只看函數加法
以及數與函數的乘法
兩個運算,這使得V成為實向量空間。