From fe105fb0c2891f1b78cc5ea8e392a1310bf7952b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: szdytom Date: Wed, 9 Jul 2025 20:43:28 +0800 Subject: [PATCH] 1C p21-22 Signed-off-by: szdytom --- sections/1C.typ | 74 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-- 1 file changed, 72 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/sections/1C.typ b/sections/1C.typ index d413843..e11d3a7 100644 --- a/sections/1C.typ +++ b/sections/1C.typ @@ -502,9 +502,79 @@ $ (a, a, b, b) = v = (c, 0, d, 0) $ - #tab 这解得 $a = b = c = d = 0$,故 $U inter W = {0}$。 + #tab 解得 $a = b = c = d = 0$,故 $U inter W = {0}$。 #tab 综上所述,$FF^4 = U plus.circle W$。 ] -#note[这并不是 $W$ 唯一的构造方案。] +#note[$W$ 还有其他符合题意的构造方案,例如 $W = {(0, x, 0, y) in FF^4 : x,y in FF}$。] + +#exercise_sol(type: "answer")[ + 令 + + $ U = {(x, y, x + y, x - y, 2x) in FF^5 : x,y in FF} $ + + 求 $FF^5$ 的一个子空间 $W$,使得 $FF^5 = U plus.circle W$。 +][ + 取 + + $ W &= {(x, y, z, 0, 0) in FF^5 : x,y,z in FF} $ + + #tab 我们首先说明,$FF^5 = U + W$。任取 $u = (a, b, c, d, e, f) in FF^5$,注意到 $u = w + v$,其中 + + $ w &= (e / 2, -d + e / 2, -d + e, d, e) \ + v &= (a - e / 2, b + d - e / 2, c + d - e, 0, 0) $ + + #tab 进一步地,我们说明这个和是直和。我们将 $0$ 分解为两个向量的和,使得每个向量都来自于一个子空间。具体地,我们设 + + $ 0 = (a, b, a + b, a - b, 2a) + (c, d, e, 0, 0) $ + + #tab 其中 $a, b, c, d, e in FF$。这给出一个五元一次方程组 + + $ cases( + a + c = 0, + b + d = 0, + a + b + e = 0, + a - b = 0, + 2a = 0 + ) $ + + #tab 这个方程组的唯一解是 $a = b = c = d = e = 0$,这说明 $0$ 只有唯一的表示方式。根据直和的条件(原书定理1.45),我们确认 $FF^5 = U plus.circle W$。 +] + +#exercise_sol(type: "answer")[ + 令 + + $ U = {(x, y, x + y, x - y, 2x) in FF^5 : x,y in FF} $ + + 求 $FF^5$ 的三个都不为 ${0}$ 的子空间 $W_1$,$W_2$ 和 $W_3$,使得 $FF^5 = U plus.circle W_1 plus.circle W_2 plus.circle W_3$。 +][ + 对于 $i in {1,2,3}$,取 + + $ W_1 &= {(x, 0, 0, 0, 0) in FF^5 : x in FF} \ + W_2 &= {(0, x, 0, 0, 0) in FF^5 : x in FF} \ + W_3 &= {(0, 0, x, 0, 0) in FF^5 : x in FF} $ + + #tab 我们首先说明,$FF^5 = U + W_1 + W_2 + W_3$。任取 $u = (a, b, c, d, e, f) in FF^5$,注意到 $u = w + v_1 + v_2 + v_3$,其中 + + $ w &= (e / 2, -d + e / 2, -d + e, d, e) \ + v_1 &= (a - e / 2, 0, 0, 0, 0) \ + v_2 &= (0, b + d - e / 2, 0, 0, 0) \ + v_3 &= (0, 0, c + d - e, 0, 0) $ + + #tab 进一步地,我们说明这个和是直和。我们将 $0$ 分解为四个向量的和,使得每个向量都来自于一个子空间。具体地,我们设 + + $ 0 = (a, b, a + b, a - b, 2a) + (c, 0, 0, 0, 0) + (0, d, 0, 0, 0) + (0, 0, e, 0, 0) $ + + #tab 其中 $a, b, c, d, e in FF$。这给出一个五元一次方程组 + + $ cases( + a + c = 0, + b + d = 0, + a + b + e = 0, + a - b = 0, + 2a = 0 + ) $ + + #tab 这个方程组的唯一解是 $a = b = c = d = e = 0$,这说明 $0$ 只有唯一的表示方式。根据直和的条件(原书定理1.45),我们确认 $FF^5 = U plus.circle W_1 plus.circle W_2 plus.circle W_3$。 +]