线性空间和度量空间

发布时间:2024-01-13 19:03:55

线性空间和度量空间摘要线性空间和度量空间是很重要的内容,本文对空间的线性结构和度量结构做了简单总结,体现了空间的度量结构和线性结构之间具有某种协调性,特别重要和有用的一类度量空间是赋范线性空间.而向量的长度与夹角等度量性质都可以通过向量的内积来表示.关键词空间;线性;度量线性空间是线性代数最基本的概念之一.在解析几何中,讨论过三维空间中的向量.向量的基本属性是可以按平行四边形规律来描述的.P是一个数域.在集合X的元素之间定义了一种代定义1X是一个集合,数运算,叫做加法;这就是说,给出了一个法则,对于X中任意两个元素X中都有唯一的一个元素与它们对应,称为的和,记为.数域P与集合X的元素之间还定义了一运算,叫做数量乘法;这就是说,对于数域P中任一数kX中任一元素,在X中都有唯一的一个元素与它们对应,称为k的数量乘积,记为k.如果加法与数量乘法满足下述规则,那么X称为数域P上的线性空间.加法满足下面四条规则:12((3)在X中有一个元素0,对于X中任一元素都有04)对于X中每一个元素,都有X中的元素,使得0.数量乘法满足下面两条规则:516k(l(kl.数量乘法与加法满足下面两条规则:7(klkl8k(kk.在以上规则中,kl等表示数域P中任意数;等表示集合X任意元素.由定义,几何空间中全部向量组成的集合是一个实数域上的线性空间.分量属于数域P的全体n元数组构成数域P上的一个线性空间,这个线性空间我们用1
Pn来表示.下面我们直接从定义来证明线性空间的一些简单性质.1.零元素是唯一的.假设0102是线性空间V中的两个零元素.我们来证0102.考虑和0102.由于01是零元素,所以010202.又由于02也是零元素,所以0102020101.于是01010202这就证明了零元素的唯一性.2.负元素是唯一的.这就是说,适合条件0的元素是被元素唯一确定的.假设有两个负元素00.那么0((0.向量的负元素记为.利用负元素,我们可以定义减法如下:(.3.o0;k00;(1.我们先来证o0.因为o1o(1o1.两边加上即得o0.再证第三个等式.我们有(11(1(11o0两边加上即得(1易证2

线性空间和度量空间

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