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d35ed73ae7
@ -215,7 +215,7 @@
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#exercise_sol(type: "proof")[
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证明或推翻:如果 $U$ 是 $RR^2$ 的非空子集,满足对加法封闭和对“取加法逆元”封闭(即 $u in U$ 意味着 $-u in U$),那么 $U$ 是 $RR^2$ 的子空间。
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证明或证伪:如果 $U$ 是 $RR^2$ 的非空子集,满足对加法封闭和对“取加法逆元”封闭(即 $u in U$ 意味着 $-u in U$),那么 $U$ 是 $RR^2$ 的子空间。
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取 $U = {(1, 0), (0, 0), (-1, 0)}$,容易验证 $U$ 满足对加法封闭和对“取加法逆元”封闭。但是,取 $u = (1, 0) in U$, $2u = (2, 0) in.not U$,这违反了子空间的条件(原书定理1.34)中对“数乘封闭性”的要求。由此,$U$ 不是 $RR^2$ 的子空间。
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@ -95,7 +95,7 @@
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#tab 这表明 ${(x, y, z) in FF^3 : x + y + z = 0}$ 中的每个向量都可以唯一地被表示为向量组 $(1, -1, 0), (1, 0, -1)$ 的线性组合。所以,根据基的判定准则,向量组 $(1, -1, 0), (1, 0, -1)$ 是 ${(x, y, z) in FF^3 : x + y + z = 0}$ 的基。
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#tab 对于 (g),根据多项式的次数的定义(原书定义2.12),立即可得 $1, z, dots, z^m$ 张成 $Poly_m (FF)$。现在反证假设 $1, z, dots, z^m$ 不是线性无关的。即存在 $a_0, dots, a_m in FF$,其中至少有一个不为 $0$,使得对于任意 $z in FF$,有
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#tab 对于 (g),根据多项式的次数的定义(原书定义2.11),立即可得 $1, z, dots, z^m$ 张成 $Poly_m (FF)$。现在反证假设 $1, z, dots, z^m$ 不是线性无关的。即存在 $a_0, dots, a_m in FF$,其中至少有一个不为 $0$,使得对于任意 $z in FF$,有
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$ a_0 + a_1 z + dots + a_m z^m = 0 $
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@ -114,7 +114,7 @@
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#tab 矛盾,因此 $1, z, dots, z^m$ 是线性无关的。根据基的定义,$1, z, dots, z^m$ 是 $Poly_m (FF)$ 的基。
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#note[对于 (g),值得一提的是,上面证明的核心部分表明,多项式的系数是唯一的。这个巧妙的证明来自原书第三版的正文(定理4.7),然而在第四版中被删除了。]
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#note[对于 (g),值得一提的是,上面证明的核心部分表明,多项式的系数是唯一的。这个巧妙的证明来自原书第三版的正文(定理4.7),然而在第四版中被删除了,取而代之的是不那么直接的原书定理4.8。]
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#exercise_sol(type: "answer")[
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+ 设 $U$ 为 $RR^5$ 的子空间,定义为
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@ -265,3 +265,36 @@
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#tab 由于每个张成组都包含基(原书定理2.30),因此 $V$ 有一个由 $U union W$ 中的向量组成的基。
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#exercise_sol(type: "answer")[
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证明或证伪:如果 $p_0, p_1, p_2, p_3$ 是 $Poly_3(FF)$ 中的向量组,该组中的每个多项式次数都不为 $2$,那么 $p_0, p_1, p_2, p_3$ 不是 $Poly_3(FF)$ 的基。
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取 $FF -> FF$ 上的函数 $p_0, dots, p_3$
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$ p_0:& z -> 1 \
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p_1:& z -> z \
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p_2:& z -> z^2 + z^3 \
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p_3:& z -> z^3 $
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#tab 设 $p in Poly_3(FF)$,则根据多项式的次数的定义(原书定义2.11),存在 $a_0, dots, a_3 in FF$,使得对于任意 $z in FF$,有
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$ p(z) = a_0 + a_1 z + a_2 z^2 + a_3 z^3 $
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#tab 于是,
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$ p = a_0 p_0 + a_1 p_1 + a_2 p_2 + (a_3 - a_2) p_3 $
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#tab 这表明 $p$ 可以被表示为向量组 $p_0, p_1, p_2, p_3$ 的线性组合,即 $p_0, p_1, p_2, p_3$ 张成 $Poly_3(FF)$。
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#tab 设 $a_0, a_1, a_2, a_3 in FF$,满足
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$ a_0 p_0 + a_1 p_1 + a_2 p_2 + a_3 p_3 = 0 $
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#tab 即对于任意 $z in FF$,有
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$ a_0 + a_1 z + a_2 z^2 + (a_2 + a_3) z^3 = 0 $
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#tab 根据多项式系数的唯一性,我们有 $a_0 = a_1 = a_2 = a_3 = 0$。这表明向量组 $p_0, p_1, p_2, p_3$ 是线性无关的。
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#tab 综上所述,$p_0, p_1, p_2, p_3$ 是 $Poly_3(FF)$ 的基,故原命题不成立。
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