在实分析和复分析的数学研究中,经常会出现XX空间等词。 有的朋友可能会好奇,这里的空间和我们现实生活中的空间有关系吗?
别着急,先从简单的合集开始吧。
笛卡尔积的定义如下:两个集合A,B,定义A和B的笛卡尔积为{(a, b)|a∈A, b∈B},记为A×B。 如果A和B是同一个集合,也可以简写为A^2。
例如,集合A是{1, 2, 3},集合B是{1, 2},那么A×B就是{(1, 1), (1, 2) , (2, 1), (2, 2), (3, 1), (3, 2)}是一对数,第一个数是A中的任意数,第二个数是B中的任意数 ,所有这些数对的集合是 A×B。
N维欧氏空间需要两样东西
2. 度量(以及引入它的欧几里得范数)是距离的定义。 这里不多说,只说欧式空间中的度量。 我们将A点(a1,a2,…an)和B点(b1,b2,…bn)之间的欧几里德度量(实际上是距离)定义为√(
a1-b1)^2 (a2-b2)^2 … (an-bn)^2。 范数是点到原点的距离。 细心的朋友可能已经注意到,平面笛卡尔坐标系是一个二维欧氏空间,因为它的每一个坐标都是实数。 同理,空间三维坐标系是一个三维欧式空间,而欧式度量就是两点之间的距离。
我们都知道这是三维坐标系,但是现在我们知道了他的新身份:三维欧氏空间
其他空间
欧洲 欧几里得空间的性质虽然很好,但是也太特殊了。 我们并不总是研究欧几里得空间。 接下来介绍最常见最一般的空间,线性空间(也叫向量空间,英文名vector space)。 他的定义如下:
令V为非空集,P为域。 如果:
1. 在V中定义了一个运算,称为加法,即V中任意两个元素α和β按照一定的规则β对应于V中唯一确定的一个元素α,称为α和β之和。
2. P和V的元素之间定义了一个运算,称为标量乘法(也称为定量乘法),即对于V中的任意一个元素α和P中的任意一个元素k,按一定的规律对应一个唯一确定的 V中的元素kα,称为k与α的乘积。
3. 加法和标量乘法满足以下条件:
1) α β=β α,对于任意α,β∈V。
2) α (β γ)=(α β ) γ, 对任意α, β, γ∈V。
3) 存在元素0∈V, 对所有α∈V存在α 0=α, 元素0称为零元素
4)对任意α∈V,存在β∈V使得αβ=0,β称为α的负元,记为-α。
5) 对于P中的单位元1,有1α=α(α∈V)。
6) 对于任意k,l∈P,α∈V,(kl)α= k( lα).
7) 对于任意 k, l∈P, α∈V, (k l)α=kα lα.
8) 对于任意 k∈P, α , β ∈V有k(α β)=kα kβ,
V称为域P上的线性空间,或向量空间。 V中的元素称为向量,V中的零元素称为零向量,P称为线性空间的基域。 当P为实域时,V称为实线性空间。 当P为复域时,V称为复线性空间。 顺便说一句,我在介绍欧几里得空间的时候,我提到的度量和范数并不是在所有的线性空间中都存在的。 如果存在度量,则称为度量有界空间; 如果存在范数,则称为范数线性空间。 空间。
看书吃力的朋友可以略过,在以后的学习中对各种空间会有直观的认识。
真正的变函数序言基本就到这里了。 这三课是为没有学过数学分析和高等代数预知的读者准备的。 下一节课,我们就要真正开始练习变函数学习了。 没关注的朋友可以关注我,以防以后找不到我[灵光一闪]