复方阵的酉相似探讨-IBM知识管理白皮书

关于向量空间，有以下常规且常用的定义：1. 若S是数域F上向量空间V的子集，且在S上限制V的加法和F对V的数乘，使得S也成为一个向量空间，则称S为V的子空间。2. 若V₁，...，Vₙ是域F上的向量空间，令V = {(v₁,...,vₙ) ∣ vᵢ ∈ Vᵢ，i = 1,...,n}，在其上定义加法(u₁,...,uₙ) + (v₁,...,vₙ) = (u₁+v₁,...,uₙ+vₙ)，F对V的数乘为r(u₁,...,uₙ) = (ru₁,...,ruₙ)，这里r ∈ F，则V成为一个向量空间，称为向量空间V₁，...，Vₙ的直和（direct sum），记作V = V₁ ⊕⋯⊕ Vₙ。若S是向量空间V的一个子空间，并存在子空间T使得V = S ⊕ T，则称T为S的补（complement），记作Sᶜ。可证V的任一子空间一定有补。3. 向量空间V中的一个非空子集S称为线性无关，若从r₁v₁ +⋯+ rnvn = 0可推出r₁ = ⋯ = rn = 0，这里vᵢ ∈ S，rᵢ ∈ F。若V中一个子集不是线性无关，则称其为线性相关。4. 向量空间V的一个集合T称为生成V，若V中的每个向量都可以写成T中某些向量的线性组合，即对每个v ∈ V，都可表示为v = r₁u₁ +⋯+ rmum。

A1.1 线性代数的研究对象。线性代数是什么？它所探讨的核心内容是什么？要明晰这一点，首先需理解代数的本质。代数的定义随着时代变迁而不断演变。在小学阶段学习的是算术，主要关注数字的运算，这些内容早在几千年前便为人所知，并延续至今。直到“数字符号化”出现后，这种情况才有所改变。在中国，这一转变始于宋元时代（约公元13世纪五六十年代），当时引入了“天元术”和“四元术”，用符号代替数字。在西方，完全实现数字符号化是在16世纪。数字符号化的兴起标志着代数学“史前时期”的终结和代数学的诞生，包括解一元二次方程和多元方程组的能力，这些内容也是目前中学代数课程的核心。代数学的发展涵盖了从一元到四元的代数方程解法，以及重要的数学恒等式如二项式定理的建立。从18到19世纪，代数学主要探讨在代数符号上的计算，解决了三次和四次代数方程的问题，提出了这些方程的解法和根的具体表达式。但直到1770年，J. Lagrange认识到五次及更高次方程的根式解是不可能的，1824年N. Abel解决了这个问题，并由E. Galois在1880年证明了根式解可能性的限制。

§7.3讨论Euclid空间V中的线性函数及其定义。一个实函数f(α)，其中α ∈ V，如果对所有λ， λ ∈ R和α， α ∈ V，满足f(λα + λα) = λ f(α) + λ f(α)，则称其为V上的线性函数。例如，对于定向量β ∈ V，内积(α， β)也是V上的线性函数，记作fβ(α)。进一步，如果f(α)是V上的线性函数，则f() = 。对于任意λ， λ， . . . ， λk ∈ R和α， α， . . . ， αk ∈ V，有f( k ∑ j= λ jα j) = k ∑ j= λ j f(α j)。记Euclid空间V上所有线性函数的集合为V∗。定义V∗中的加法操作为f与f ∈ V∗时，对任意α ∈ V，有f + f(α) = f(α) + f(α)。

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