第一讲:线性空间的概念与性质

让人想犯罪 __ 提交于 2020-02-07 07:20:09

一、线性空间

1.集合的相关知识

(1)空集:∅
(2)有理数集:Q
(3)实数集:R
(4)复数集:C

2.数域

设F是一个非空数集,且0,1∈F,若对F中任意元素a和b,有 a+b∈F,a-b∈F,a·b∈F,a/b(b≠0)∈F,则称F为数域。
即:数域就是对加、减。、乘、除四则远算封闭的非空数集。
如:实数集R、复数集C

3.线性空间

设F是一个数域,V是一个非空集合:
对F中任意元素α与β,定义加法运算“+”,且有α+β∈V
对F中任意元素k,以及V中任意元素α,定义数乘运算“·”,且有k·α∈V

若加法运算和数乘运算满足以下性质,则称V为数域F上的线性空间,记为V(F)。
加法满足:
(1)交换律:α + β = β + α
(2)结合律:(α + β) + γ = α +(β + γ)
(3)零元:V中存在的一元素,记为0,使得对V中任意元素α,均有0+α = α
(4)负元:对v中任意元素α,均存在元素β,使得α + β = 0,记为α = -β
乘法满足:
(1)结合律:对任意的K、l∈F,α∈V,有(kl)α = k(lα)
(2)对V中任意元素α,有1·α = α
(3)分配律:对任意的K、l∈F,α∈V,有(k+l)α = kα + lα
(4)分配律:对任意的k∈F,α、β∈V,有k(α + β) =k α + kβ
注:
1)线性空间V(F)中的元素称为向量
2)当数域F是实数域,称V(F)是实线性空间
当数域F是复数域,称V(F)是复线性空间

二、线性空间的性质

1.线性空间V(F)中的零元唯一
2.线性空间V(F)中的负元唯一
3.对于线性空间V(F)中任意α,有0·α = 0 (1)·α= -α
4.对于数域F中的任意数K,有k·0 = 0

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