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向量空间公理化定义

时间:2023-06-25 12:21:01 | 来源:营销百科

时间:2023-06-25 12:21:01 来源:营销百科

向量空间公理化定义:给定域F,F上的向量空间V是一个集合,其上定义了两种二元运算:

向量加法 : V × V → V,把V中的两个元素 uv 映射到V中另一个元素,记作 u v

标量乘法 ·: F × V → V,把F中的一个元素 a 和 V 中的一个元素u变为V中的另一个元素,记作 a ·u

V中的元素称为向量,相对地,F中的元素称为标量。

而集合V公理才构成一个向量空间(对F中的任意元素a、b以及V中的任意元素uvw都成立):

公理说明
向量加法的结合律u (v w) = (u v) w
向量加法的交换律u v = v u
向量加法的单位元存在一个叫做零向量的元素0 ∈ V,使得对任意u ∈ V都满足u 0 = u
向量加法的逆元素对任意v ∈ V都存在其逆元素−v ∈ V使得v (−v) = 0
标量乘法与标量的域乘法相容a(bv) = (ab)v
标量乘法的单位元域F存在乘法单位元1满足1v = v
标量乘法对向量加法的分配律a(u v) = au av
标量乘法对域加法的分配律(a b)v = av bv
前四个公理说明装备了向量加法的V是交换群,余下的四个公理应用于标量乘法。需要注意的是向量之间的加法' '和标量之间的加法' '是不一样的,标量与向量之间的标量乘法·和两个标量之间的乘法(域F中自带的乘法)也是不一样的。

简而言之,向量空间是一个F−模。

关键词:定义,空间,公理,向量

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