非退化是什么意思?

首先且最重要的,非退化在不同的语境下有不同的含义,可以“非退化的矩阵”,“非退化线性变换”,“非退化的双线性函数”等等等等,但是!他们的本质是相同的——都是对“线性无关”的刻画。

下面给出在一些情况下的定义

什么是非退化矩阵?

即行列式不为零,即矩阵可逆

什么是非退化线性替换?

对于一个线性变换
{ x 1 = c 11 y 1 + c 12 y 2 + ⋯ + c 1 n y n x 2 = c 21 y 1 + c 22 y 2 + ⋯ + c 2 n y n ⋮ x n = c n 1 y 1 + c n 2 y 2 + ⋯ + c n n y n ⇔ X = C Y \left\{\begin{array}{lr} x_1=c_{11}y_1+c_{12}y_2+\cdots+c_{1n}y_n \\ x_2=c_{21}y_1+c_{22}y_2+\cdots+c_{2n}y_n \\ \vdots \\ x_n=c_{n1}y_1+c_{n2}y_2+\cdots+c_{nn}y_n \\ \end{array}\right.\Leftrightarrow X=CY x1=c11y1+c12y2++c1nynx2=c21y1+c22y2++c2nynxn=cn1y1+cn2y2++cnnynX=CY
该线性变换非退化,即系数矩阵C非退化

非退化线性替换有什么性质?

保持二次型的形式,比如 f ( x 1 , . . . , x n ) = X ′ A X = ∑ i , j a i j x i x j f(x_1,...,x_n)=X'AX=\sum\limits_{i,j}a_{ij}x_ix_j f(x1,...,xn)=XAX=i,jaijxixj为二次型,使用 X = C Y X=CY X=CY,得
X ′ A X = ( C Y ) ′ A ( C Y ) = Y ′ ( C ′ A C ) Y = Y ′ B Y , 其 中 X'AX=(CY)'A(CY)=Y'(C'AC)Y=Y'BY,其中 XAX=(CY)A(CY)=Y(CAC)Y=YBY B ′ = ( C ′ A C ) ′ = C ′ A ′ C = C ′ A C = B B'=(C'AC)'=C'A'C=C'AC=B B=(CAC)=CAC=CAC=B,即B对称
Y ′ B Y Y'BY YBY这个用y所表示的“算式?”也是一个二次型。

什么是非退化的双线性函数?

即其度量矩阵是非退化的

非退化双线性函数有什么性质?

  • f f f为非退化双线性函数,且 f ( α , β ) = 0 f(\alpha,\beta)=0 f(α,β)=0对任意的 β ∈ V \beta\in V βV均成立,则 α = 0 \alpha=0 α=0。能否简述原因?

    取V的基 β 1 , ⋯   , β n \beta_1,\cdots,\beta_n β1,,βn,考虑 f ( α , β i ) = X ′ A Y i = 0 f(\alpha,\beta_i)=X'AY_i=0 f(α,βi)=XAYi=0
    把这些 Y i Y_i Yi并在一起,与A相乘仍然为可逆阵。
    等式两边同时乘上他们的逆,就ok啦~
    注:这条也是另一种定义“非退化双线性函数”的方式

参考:
纸质版《高等代数》 第五版5版 王萼芳 北京大学数学系代数 高等教育出版社

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