diff --git a/math.typ b/math.typ index 2e54d26..4e46c43 100644 --- a/math.typ +++ b/math.typ @@ -2,6 +2,7 @@ #let ii = "i" #let span = $op("span")$ #let Poly = math.cal("P") +#let LinearMap = math.cal("L") #let complexification(vv) = $vv_upright(C)$ #let rhs = "R.H.S." #let lhs = "L.H.S." diff --git a/sections/3A.typ b/sections/3A.typ index 746dd72..b4214c4 100644 --- a/sections/3A.typ +++ b/sections/3A.typ @@ -1,5 +1,5 @@ #import "../styles.typ": exercise_sol, note, tab -#import "../math.typ": Poly +#import "../math.typ": Poly, LinearMap #exercise_sol(type: "proof")[ 设 $b, c in RR$。定义 @@ -71,3 +71,28 @@ #tab 解得 $b = c = 0$。这就是说 $T$ 是线性映射,当且仅当 $b = c = 0$。 ] + +#exercise_sol(type: "proof")[ + 设 $T in LinearMap(FF^n, FF^m)$。证明:对于 $j in {1, dots, m}$ 和 $k in {1, dots, n}$,存在标量 $A_(j, k) in FF$,使得对于任意 $(x_1, dots, x_n) in FF^n$, + + $ T(x_1, dots, x_n) = (A_(1, 1)x_1 + dots.c + A_(1, n) x_n, dots, A_(m, 1) x_1 + dots.c + A_(m, n) x_n) $ + + #note[此习题表明,线性映射 $T$ 具有在原书例3.3的倒数第二个例子中预示的形式。] +][ + 对于 $j in {1, dots, m}$ 和 $k in {1, dots, n}$,令 $w_j in FF^m$ 和 $v_k in FF^n$ 分别为第 $j$ 个和第 $k$ 个分量为 $1$,其余分量为 $0$ 的向量。 + + #tab 容易发现,$w_1, dots, w_m$ 是 $FF^m$ 的基,$v_1, dots, v_n$ 是 $FF^n$ 的基。于是,对于任意 $k in {1, dots, n}$,可以找到 $A_(1, 1), dots, A_(m, 1) in FF$,使得 + + $ T v_k = A_(1, k) w_1 + dots.c + A_(m, k) w_m $ + + #tab 另一方面,根据 $v_k$ 的定义,我们知道 $(x_1, dots, x_n) = x_1 v_1 + dots.c + x_n v_n$。同时,考虑到 $T$ 是线性映射,我们有 + + $ T(x_1, dots, x_n) &= T(sum_(k = 1)^n x_k v_k) \ + &= sum_(k = 1)^n T(x_k v_k) \ + &= sum_(k = 1)^n x_k T v_k \ + &= sum_(k = 1)^n x_k sum_(j = 1)^m A_(j, k) w_j \ + &= sum_(j = 1)^m w_j sum_(k = 1)^n A_(j, k) x_k \ + &= (A_(1, 1)x_1 + dots.c + A_(1, n) x_n, dots, A_(m, 1) x_1 + dots.c + A_(m, n) x_n) $ + + #tab 这立即给出了我们想要的结果。 +]