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大学

ベクトルと部分空間

足し算と数倍のできる対象。部分空間はその計算で外へ出ません。

まず、身近な例で

横向きの矢印どうしを足したり伸ばしたりしても、横向きのまま。平面の矢印全体の中に、小さな空間ができます。90度回すと、その横向きの空間から出ます。

ちいさな確認:考えてみよう

上の具体例を見ながら考えよう。何度やり直しても大丈夫。

90度回転で、横向きの矢印全体は、その集まりの中に残る?

答えと考え方を読む

いいえ、0でない横向きの矢印は縦になる。 部分空間に残るとは、動かした後の矢印もその集まりに入ることです。出発点が同じだけでは足りません。

3段階で考えよう

  1. 普通の矢印には二つの座標があり、足したり数倍したりできます。
  2. ベクトル空間はその計算を一般化したもの。この証明では、数倍に使う数が実数でなく素数を法とする余りの場合もあります。
  3. 部分空間は0を含み、足し算と数倍で外へ出ません。安定な部分空間では、さらに対称性でも外へ出ません。

小さな例で確かめる

平面の水平な矢印全体は部分空間です。90度回転で垂直になるので、この部分空間はその回転では保たれません。

Leanの定義・原文の抜粋

Mathlib · db584cd · Defs.lean

structure Submodule (R : Type u) (M : Type v) [Semiring R] [AddCommMonoid M] [Module R M] : Type v    extends AddSubmonoid M, SubMulAction R M

このLeanの読み方

Submoduleは部分空間を加群へ一般化したもの。欄に計算で閉じる条件を保存します。Moduleが足し算と数倍の仕組みを与えます。

この言葉を使う章

6. ハサミ持ち込み事件9. コンサートへの二つの入口10. 3音だけのオーディション11. パスポートを借りる作戦12. 二つの工房、同じ注文13. ピップの無謀なキルト14. どんどん小さくなる予約
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

ベクトルと部分空間

今は、一つだけ

まず「3段階で考えよう」を上から読みます。Leanの原文は、その後でも大丈夫です。

言葉をほどこう

足し算と数倍のできる対象。部分空間はその計算で外へ出ません。

このページの「この言葉の前に」に、先に知ると読みやすい言葉があります。

小さな手がかり

平面の水平な矢印全体は部分空間です。90度回転で垂直になるので、この部分空間はその回転では保たれません。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

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