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गणित · शब्दावली

द्वैत समष्टि, द्वैत आधार क्या है?

अन्य नाम: द्वैत समष्टि · द्वैत आधार

परिभाषा 2.1 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 2 — रैखिक बीजगणित

EE का द्वैत E=L(E,K)E^* = \mathcal{L}(E, K) है, अर्थात् रैखिक फलनिकों की समष्टि। यदि B=(e1,,en)\mathcal{B} = (e_1, \dots, e_n) EE का आधार है, तो ei(ej)=δije_i^*(e_j) = \delta_{ij} से परिभाषित निर्देशांक फलनिक e1,,ene_1^*, \dots, e_n^* (क्रोनेकर: i=ji = j होने पर 11, अन्यथा 00) EE^* का द्वैत आधार B\mathcal{B}^* बनाते हैं; विशेष रूप से dimE=dimE\dim E^* = \dim E, और

x=i=1nei(x)ei(xE),φ=i=1nφ(ei)ei(φE).x = \sum_{i=1}^{n} e_i^*(x)\, e_i \quad (x \in E), \qquad \varphi = \sum_{i=1}^{n} \varphi(e_i)\, e_i^* \quad (\varphi \in E^*).

उदाहरण

उदाहरण 2.2

आधार (1,X,,Xn)(1, X, \dots, X^n) वाले Kn[X]K_n[X] पर: द्वैत आधार PP(k)(0)k!P \mapsto \frac{P^{(k)}(0)}{k!} है (टेलर गुणांक)। द्वैत का एक और आधार: n+1n + 1 भिन्न बिंदुओं पर मूल्यांकन PP(xi)P \mapsto P(x_i)Kn[X]K_n[X] में उसका “पूर्व-द्वैत” आधार ठीक लाग्रांज बहुपदों LiL_i का कुल है (प्रथम वर्ष का खंड), क्योंकि Li(xj)=δijL_i(x_j) = \delta_{ij}। अंतर्वेशन ही द्वैतता है।

उदाहरण 2.4 (R2\R^2 का एक द्वैत आधार, पूरा परिकलित)

R2\R^2 के आधार b1=(1,1)b_1 = (1, 1), b2=(1,1)b_2 = (1, -1) के लिए: द्वैत आधार (b1,b2)(b_1^*, b_2^*) को bi(bj)=δijb_i^*(b_j) = \delta_{ij} पूरा करना चाहिए। b1(x,y)=αx+βyb_1^*(x, y) = \alpha x + \beta y लिखने पर शर्तें α+β=1\alpha + \beta = 1 और αβ=0\alpha - \beta = 0 देती हैं

b1(x,y)=x+y2,तथा इसी प्रकारb2(x,y)=xy2.b_1^*(x, y) = \frac{x + y}{2}, \qquad\text{तथा इसी प्रकार}\qquad b_2^*(x, y) = \frac{x - y}{2} .

जाँच के दो बिंदु: b1b_1^* वह नहीं है जो e1+e2e_1^* + e_2^* का भोलेपन से मूल्यांकन करने पर मिले — द्वैत आधार पूरे आधार पर निर्भर करता है, अलग-अलग सदिशों पर नहीं (b2b_2 के स्थान पर (0,1)(0, 1) रखने से b1b_1^* बदलकर xxx \mapsto x हो जाता है)। और प्रसार सूत्र काम करता है: (x,y)=x+y2b1+xy2b2(x, y) = \frac{x+y}2\,b_1 + \frac{x-y}2\,b_2, जो किसी युग्म का सम/विषम अपघटन है — द्वैत आधार निर्देशांक निकालने के यंत्र हैं, और यह वाला सममित तथा प्रतिसममित भाग निकालता है।

उदाहरण 2.9 (परिवर्त, प्रविष्टि-दर-प्रविष्टि)

मान लीजिए u ⁣:R2R3u \colon \R^2 \to \R^3 का विहित आधारों में आव्यूह A=(120130)A = \left(\begin{smallmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1\\ 3 & 0\end{smallmatrix}\right) है। ψ=b1f1+b2f2+b3f3(R3)\psi = b_1f_1^* + b_2f_2^* + b_3f_3^* \in (\R^3)^* के लिए R2\R^2 के आधार पर uT(ψ)=ψuu^{\mathsf T}(\psi) = \psi \circ u परिकलित कीजिए:

(ψu)(e1)=ψ(1,0,3)=b1+3b3,(ψu)(e2)=ψ(2,1,0)=2b1+b2.(\psi \circ u)(e_1) = \psi(1, 0, 3) = b_1 + 3b_3, \qquad (\psi \circ u)(e_2) = \psi(2, 1, 0) = 2b_1 + b_2 .

अतः uT(ψ)=(b1+3b3)e1+(2b1+b2)e2u^{\mathsf T}(\psi) = (b_1 + 3b_3)\,e_1^* + (2b_1 + b_2)\,e_2^*, और द्वैत आधारों में uTu^{\mathsf T} का आव्यूह

(103210)=AT:\begin{pmatrix} 1 & 0 & 3\\ 2 & 1 & 0\end{pmatrix} = A^{\mathsf T} :

है: अर्थात् अमूर्त परिवर्त ही पलटा हुआ आव्यूह है, और कुछ भी विश्वास के भरोसे नहीं छूटता। कार्यविधि पर ध्यान दीजिए: AA का jj-वाँ स्तंभ नए आव्यूह की jj-वीं पंक्ति इसलिए बना कि ψu\psi \circ u uu के निर्गमों को ψ\psi के गुणांकों से होकर पढ़ता है।

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