一、学习方法
今天先谈谈对线形空间和矩阵的几个核心概念的理解。
这些东西大部分是凭着自己的理解写出来的,基本上不抄书,可能有错误的地方,希望能够被指出。但我希望做到直觉,也就是说能把数学背后说的实质问题说出来。
首先说说空间
(space),这个概念是现代数学的命根子之一,从拓扑空间开
始,一步步往上加定义,可以形成很多空间。线形空间其实还是比较初级的,如
果在里面定义了范数,就成了赋范线性空间。赋范线性空间满足完备性,就成了巴那赫空间;赋范线性空间中定义角度,就有了内积空间,内积空间再满足完备性,就得到希尔伯特空间。
总之,空间有很多种。你要是去看某种空间的数学定义,大致都是“存在一
个集合,在这个集合上定义某某概念,然后满足某些性质”,就可以被称为空间。
这未免有点奇怪,为什么要用“空间”来称呼一些这样的集合呢?大家将会看到,其实这是很有道理的。
我们一般人最熟悉的空间,
毫无疑问就是我们生活在其中(按照牛顿的绝对时空观)的三维空间,从数学上说,这是一个三维的欧几里德空间,我们先不管那么多,先看看我们熟悉的这样一个空间有些什么最基本的特点。
仔细想想我们就会知道,这个三维的空间:
1.
由很多(实际上是无穷多个)位置点组成;
2.
这些点之间存在相对的关系;
3.
可以在空间中定义长度、角度;
4.
这个空间可以容纳运动,这里我们所说的运动是从一个点到另一个点的移动(变换),
而不是微积分意义上的“连续”性的运动,
认识到了这些,我们就可以把我们关于三维空间的认识扩展到其他的空间。
事实上,
不管是什么空间,
都必须容纳和支持在其中发生的符合规则的运动
(变换)。你会发现,在某种空间中往往会存在一种相对应的变换,比如拓扑空间中
有拓扑变换,线性空间中有线性变换,
仿射空间中有仿射变换,
其实这些变换都只不过是对应空间中允许的运动形式而已。
因此只要知道,“空间”是容纳运动的一个对象集合,而变换则规定了对应空间的运动
今天先谈谈对线形空间和矩阵的几个核心概念的理解。
这些东西大部分是凭着自己的理解写出来的,基本上不抄书,可能有错误的地方,希望能够被指出。但我希望做到直觉,也就是说能把数学背后说的实质问题说出来。
首先说说空间
(space),这个概念是现代数学的命根子之一,从拓扑空间开
始,一步步往上加定义,可以形成很多空间。线形空间其实还是比较初级的,如
果在里面定义了范数,就成了赋范线性空间。赋范线性空间满足完备性,就成了巴那赫空间;赋范线性空间中定义角度,就有了内积空间,内积空间再满足完备性,就得到希尔伯特空间。
总之,空间有很多种。你要是去看某种空间的数学定义,大致都是“存在一
个集合,在这个集合上定义某某概念,然后满足某些性质”,就可以被称为空间。
这未免有点奇怪,为什么要用“空间”来称呼一些这样的集合呢?大家将会看到,其实这是很有道理的。
我们一般人最熟悉的空间,
毫无疑问就是我们生活在其中(按照牛顿的绝对时空观)的三维空间,从数学上说,这是一个三维的欧几里德空间,我们先不管那么多,先看看我们熟悉的这样一个空间有些什么最基本的特点。
仔细想想我们就会知道,这个三维的空间:
1.
由很多(实际上是无穷多个)位置点组成;
2.
这些点之间存在相对的关系;
3.
可以在空间中定义长度、角度;
4.
这个空间可以容纳运动,这里我们所说的运动是从一个点到另一个点的移动(变换),
而不是微积分意义上的“连续”性的运动,
认识到了这些,我们就可以把我们关于三维空间的认识扩展到其他的空间。
事实上,
不管是什么空间,
都必须容纳和支持在其中发生的符合规则的运动
(变换)。你会发现,在某种空间中往往会存在一种相对应的变换,比如拓扑空间中
有拓扑变换,线性空间中有线性变换,
仿射空间中有仿射变换,
其实这些变换都只不过是对应空间中允许的运动形式而已。
因此只要知道,“空间”是容纳运动的一个对象集合,而变换则规定了对应空间的运动