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गणित · 术语表

什么是 रैखिक रूप?

又称: अधिसमतल

परिभाषा 20.17 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 1 · 第 20 章 — रैखिक प्रतिचित्रण

EE पर रैखिक रूप कोई रैखिक प्रतिचित्रण φ ⁣:E→K\varphi \colon E \to K है। EE (dim⁡E=n\dim E = n) का अधिसमतल n−1n - 1 विमा वाली उपसमष्टि है।

示例

उदाहरण 20.18 (एक मूल्यांकन रूप और उसका अधिसमतल)

R2[X]\R_2[X] पर मूल्यांकन φ(P)=P(2)\varphi(P) = P(2) एक रैखिक रूप है, और अशून्य (φ(1)=1\varphi(1) = 1)। उसकी अष्टि 22 पर शून्य होने वाले बहुपदों का अधिसमतल है, अर्थात् (गुणनखंड प्रमेय, प्रमेय 8.7) R2[X]\R_2[X] के भीतर X−2X - 2 के गुणज:

ker⁡φ=Vect⁡(X−2, X(X−2)),dim⁡=2.\ker\varphi = \operatorname{Vect}\bigl(X - 2,\ X(X - 2)\bigr), \qquad \dim = 2 .

(1,X,X2)(1, X, X^2) पर निर्देशांकों में φ(a+bX+cX2)=a+2b+4c\varphi(a + bX + cX^2) = a + 2b + 4c: परिमित-विमीय समष्टि पर हर रैखिक रूप, आधार नियत होते ही, निर्देशांकों में एक नियत रैखिक व्यंजक होता है — रूप “पंक्ति सदिश” हैं, जैसा अध्याय 21 अक्षरशः बना देगा, और यहाँ गुणांकों की पंक्ति (1,2,4)(1, 2, 4) एक वांडरमोंड पंक्ति है: मूल्यांकन रूप ही वे द्वार हैं जिनसे अध्याय 22 की सप्ताहांत समस्या का अंतर्वेशन-सिद्धांत रैखिक बीजगणित में प्रवेश करता है।

उदाहरण 20.20

KnK^n में अधिसमतल कोई हल-समुच्चय {a1x1+⋯+anxn=0}\{a_1 x_1 + \dots + a_n x_n = 0\} है, जहाँ aia_i सब शून्य न हों — R3\R^3 में मूल बिंदु से होकर जाने वाले समतल का वही परिचित समीकरण। फलन समष्टियों में मूल्यांकन रूप P↦P(1)P \mapsto P(1) अथवा f↦∫01ff \mapsto \int_0^1 f Rn[X]\R_n[X] के, C([0, 1])C(\intcc{0}{1}) के अधिसमतल परिभाषित करते हैं (अभ्यास 19.6 देखिए)।

उदाहरण 20.21 (एक अधिसमतल, तीन तरीक़ों से)

R3\R^3 पर φ(x,y,z)=x−2y+3z\varphi(x, y, z) = x - 2y + 3z लीजिए और H=ker⁡φH = \ker\varphi। आधार: x=2y−3zx = 2y - 3z हल कीजिए:

(2y−3z, y, z)=y (2,1,0)+z (−3,0,1),(2y - 3z,\ y,\ z) = y\,(2, 1, 0) + z\,(-3, 0, 1),

दो स्वतंत्र सदिश: dim⁡H=2\dim H = 2, अर्थात् एक अधिसमतल, जैसा प्रमेय 20.19 φ≠0\varphi \neq 0 से बता देता है। पूरक रेखा: HH के बाहर का कोई भी सदिश एक रेखा जनित करता है, जैसे a=(1,0,0)a = (1, 0, 0) (φ(a)=1≠0\varphi(a) = 1 \neq 0); और किसी भी vv का विघटन स्पष्ट है:

v=(v−φ(v) a)⏟∈ H+φ(v) a⏟∈ Vect⁡(a),v = \underbrace{\bigl(v - \varphi(v)\,a\bigr)}_{\in\,H} + \underbrace{\varphi(v)\,a}_{\in\,\operatorname{Vect}(a)},

क्योंकि φ(v−φ(v)a)=φ(v)−φ(v)φ(a)=0\varphi\bigl(v - \varphi(v)a\bigr) = \varphi(v) - \varphi(v)\varphi(a) = 0। अनुपातिता: यदि ψ(x,y,z)=−2x+4y−6z\psi(x,y,z) = -2x + 4y - 6z, तो ψ=−2φ\psi = -2\varphi और दोनों की अष्टि HH है; विलोमतः HH पर शून्य होने वाला कोई भी रूप φ\varphi का गुणज है (अभ्यास 20.8) — अर्थात् अधिसमतल का समीकरण मापन तक अद्वितीय है, और यह तथ्य ज्यामिति में समतलों के लिए निरंतर काम आता है।

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