對偶向量族

對偶向量族(dual family of vectors)是分別來自賦范線性空間與其共軛空間的滿足一定條件的一對子集。

基本介紹

  • 中文名:對偶向量族
  • 外文名:dual family of vectors
  • 領域:數學
  • 學科:線性代數
  • 性質:子集
  • 空間:賦范線性空間、共軛空間
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概念

對偶向量族(dual family of vectors)是分別來自賦范線性空間與其共軛空間的滿足一定條件的一對子集。設X是賦范線性空間,X為其共軛空間。如果X的子集{xα|α∈Λ}和X的子集{fα|α∈Λ}滿足條件fα(xβ)=δαβ,這裡:
則稱({xα},{fα})為對偶向量族,或雙正交系。此概念對於巴拿赫空間中有關基的理論的研究有用。

線性空間

亦稱向量空間。它是線性代數的中心內容和基本概念之一。設V是一個非空集合,P是一個域。若:
1.在V中定義了一種運算,稱為加法,即對V中任意兩個元素α與β都按某一法則對應於V內惟一確定的一個元素α+β,稱為α與β的和。
2.在P與V的元素間定義了一種運算,稱為純量乘法(亦稱數量乘法),即對V中任意元素α和P中任意元素k,都按某一法則對應V內惟一確定的一個元素kα,稱為k與α的積。
3.加法與純量乘法滿足以下條件:
1) α+β=β+α,對任意α,β∈V。
2) α+(β+γ)=(α+β)+γ,對任意α,β,γ∈V。
3) 存在一個元素0∈V,對一切α∈V有α+0=α,元素0稱為V的零元。
4) 對任一α∈V,都存在β∈V使α+β=0,β稱為α的負元素,記為-α。
5) 對P中單位元1,有1α=α(α∈V)。
6) 對任意k,l∈P,α∈V有(kl)α=k(lα)。
7) 對任意k,l∈P,α∈V有(k+l)α=kα+lα。
8) 對任意k∈P,α,β∈V有k(α+β)=kα+kβ,
則稱V為域P上的一個線性空間,或向量空間。V中元素稱為向量,V的零元稱為零向量,P稱為線性空間的基域.當P是實數域時,V稱為實線性空間。當P是複數域時,V稱為複線性空間。例如,若V為三維幾何空間中全體向量(有向線段)構成的集合,P為實數域R,則V關於向量加法(即平行四邊形法則)和數與向量的乘法構成實數域R上的線性空間。又如,若V為數域P上全體m×n矩陣組成的集合Mmn(P),V的加法與純量乘法分別為矩陣的加法和數與矩陣的乘法,則Mmn(P)是數域P上的線性空間。V中向量就是m×n矩陣.再如,域P上所有n元向量(a1,a2,…,an)構成的集合P對於加法:(a1,a2,…,an)+(b1,b2,…,bn)=(a1+b1,a2+b2,…,an+bn)與純量乘法:λ(a1,a2,…,an)=(λa1,λa2,…,λan)構成域P上的線性空間,稱為域P上n元向量空間。

賦范線性空間

賦范線性空間是一類可以引進“長度”概念的線性空間。設X是線性空間,X上滿足下列條件的實值函式p(·)稱為X上的範數:
1.p(x)≥0(x∈X);p(x)=0⇔x=0。
2.p(αx)=|α|p(x)(α為數,x∈X)。
3.p(x+y)≤p(x)+p(y)(x,y∈X)。
對x∈X,p(x)稱為x的範數,通常記為‖x‖。賦有範數的線性空間(X,‖·‖)稱為賦范線性空間,簡稱賦范空間。

共軛空間

設X為線性賦范空間,則X上的一切連續線性泛函的全體,按以下規定的範數:
構成了一個線性空間,記為X*。X*稱為X的共軛空間。
設X為線性賦范空間,則X*為巴拿赫空間。如果X*是可分的,則X也是可分的。
Lp[a,b] (1≤p<+∞;a,b∈R)的共軛空間為Lq[a,b],即:
其中q為p的共軛指標,即:
更一般地設(X,∑,μ)為完全可加的,σ有限的測度空間,則有:
特別有:
設V0[a,b]是定義在[a,b]上的滿足以下條件的一切有界變差函式:(1) g(a)=0。(2)g(t)在(a,b) 上右連續。

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