Специальное представление линейных форм

Пусть V – унитарное пространство. Пусть "xÎV ® f(xC, такое что:

1) f(x1 + x2) = f(x1) + f(x2);

2) f(ax) = af(x).

Тогда говорят, что из V в C задан линейный функционал f или линейная форма f (fÎL(V, C)).

T°. Пусть fÎL(V, C), т. е. f – линейная форма, тогда существует единственный hÎV

такой, что f(x) = (x, h).

◀ Пусть {ei} – ортонормированный базис V

"xÎV; ,

т.е. вектор h имеет координаты .

Единственность:Пусть f(x) = (x, h1) = (x, h2) Þ (x, h1h2) = 0; "xÎV.Возьмем x = h1h2 Þ (h1h2, h1h2) = 0, т.е. h1 = h2

Примечание: в вещественном пространстве теорема и ее доказательство также справедливы, но в доказательстве не ставится знак комплексного сопряжения.

§2. Специальное представление полуторалинейных форм

Пусть "x, уÎV ® В(х, уС такое, что

;

.

Тогда говорят, что в унитарном пространстве задана полуторалинейная форма В(x, y).

(В евклидовом пространстве полуторалинейная форма становится билинейной).

Выберем в V базис {ei}.

"уÎV .

Действие формы В(x, y) однозначно определенно если известны элементы bij. Матрица В с элементами bij, называется матрицей полуторалинейной формы.

Тº. Пусть В – полуторалинейная форма в V. Тогда существует единственный

линейный оператор АÎL(V, V) такой, что В(x, y) = (x, Ay).

. Оказывается

, т.е. "yÎV ® hÎV. Таким образом, определен оператор h = Ay.

Линейность:

(x, A(a1y1 + a2y2)) = B(x, a1y1 + a2y2) = B(x, y1) + B(x, y2) = (x, Ay1) + (x, Ay2) =

= (x, a1Ay1) (x, a2Ay2) = (x, a1Ay1+ a2Ay2), т.е. А(a1y1 + a2y2) = a1Ay1+ a2Ay2.

Единственность:

Пусть B(x, y) = (x, A1y) = (x, A2y), тогда (x, A1y A2y) = 0 Þ A1y = A2y "уÎV, т.е. A1 = A2

Тº. Пусть В – полуторалинейная форма в V. Тогда существует единственный

линейный оператор "АÎL(V, V)такой, что B(x, y) = (Ax, y).

◀ "хÎV или, что тоже определен оператор А такой, что h = Ax. При этом (A(a1х1 + a2х2), у) = В(a1х1 + a2х2, у) = a1В(х1, у) + + a2В(х2, у) = a1(Ах1, у) + a2(Ах2, у) = (a11 + a22, у) = A(a1х1 + a2х2) = a11 + a22 т.е. оператор А линейный.

Его единственность доказывается как в предыдущей теореме ▶

Примечание: в вещественном пространстве теорема и ее доказательство также справедливы, но в доказательстве не ставится знак комплексного сопряжения.

Тº. Если B(x, y) – полуторалинейная форма с матрицей В и А – линейный оператор

такой, что B(x, y) = (Аx, y), то в ортонормированном базисе матрица ВТ совпадает с

матрицей линейного оператора А.

◀ Пусть {ei} ортонормированный базис V. Тогда

Тº. Если B(x, y) – полуторалинейная форма с матрицей В и А – линейный оператор

такой, что B(x, y) = (x, Аy), то в ортонормированном базисе . Доказать самостоятельно.

Примечание: Если А1 – оператор из 1й теоремы о спец. представлении и А2 – из второй, то А1 = .








Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 717;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.