diff --git a/sections/3A.typ b/sections/3A.typ new file mode 100644 index 0000000..0e3754c --- /dev/null +++ b/sections/3A.typ @@ -0,0 +1,40 @@ +#import "../styles.typ": exercise_sol, note, tab + +#exercise_sol(type: "proof")[ + 设 $b, c in RR$。定义 + + $ T:& RR^3 -> RR^2 \ &(x, y, z) |-> (2x - 4y + 3z + b, 6x + c x y z) $ + + 证明:$T$ 是线性映射,当且仅当,$b = c = 0$。 +][ + 首先,假设 $b = c = 0$。则 $T(x, y, z) = (2x - 4y + 3z, 6 x)$,我们逐条验证线性映射的定义(原书3.1)中的要求: + + / 可加性: 对任意 $u, v in RR^3$,$T(u + v) = T u + T v$。 \ + 证明:设 $u = (u_1, u_2, u_3)$,$v = (v_1, v_2, v_3)$,则 + $ T(u + v) &= T(u_1 + v_1, u_2 + v_2, u_3 + v_3) \ + &= (2(u_1 + v_1) - 4(u_2 + v_2) + 3(u_3 + v_3), 6(u_1 + v_1)) \ + &= (2u_1 - 4u_2 + 3u_3, 6u_1) + (2v_1 - 4v_2 + 3v_3, 6v_1) \ + &= T u + T v $ + + / 齐次性: 对任意 $u in RR^3$ 和任意 $lambda in RR$,$T(lambda u) = lambda T u$。 \ + 证明:设 $u = (u_1, u_2, u_3)$,则 + $ T(lambda u) &= T(lambda u_1, lambda u_2, lambda u_3) \ + &= (2(lambda u_1) - 4(lambda u_2) + 3(lambda u_3), 6(lambda u_1)) \ + &= lambda (2u_1 - 4u_2 + 3u_3, 6u_1) \ + &= lambda T u $ + + #tab 综上,$T$ 满足线性映射的定义。 + + #tab 另一方面,假设 $T$ 是线性映射。则根据线性映射将 $0$ 映射到 $0$(原书3.10),有 + + $ T(0, 0, 0) &= (2 dot 0 - 4 dot 0 + 3 dot 0 + b, 6 dot 0 + c dot 0) \ + &= (b, 0) = (0, 0) $ + + #tab 因此 $b = 0$。另一方面,设 $u = (1, 1, 1)$,则根据齐次性的要求,有 + + $ T(2u) = (2, 12 + 8c) = (2, 12 + 2c) = 2 T(u) $ + + #tab 于是,$c = 0$。 + + #tab 综上所述,$T$ 是线性映射,当且仅当 $b = c = 0$。 +] diff --git a/toc.typ b/toc.typ index 80fec59..86e6010 100644 --- a/toc.typ +++ b/toc.typ @@ -4,4 +4,7 @@ ), ( title: [有限维向量空间], sections: ([张成空间和线性无关性], [基], [维数]), +), ( + title: [线性映射], + sections: ([线性映射的向量空间],), ))