Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
глава4.DOC
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.04.2019
Размер:
239.1 Кб
Скачать

Алгебра линейных операторов

Рассмотрим линейное пространство V(n) и множество М=  множество всех линейных операторов, отображающих V(n) V(n). Введем на этом множестве две бинарные алгебраические операции  сложения и умножения линейных операторов и унарную алгебраическую операцию умножения линейного оператора на действительное число.

Определение. Под суммой линейных операторов + будем понимать такой линейный оператор, что

a V(n)( (+)(a)= (a)+(a)).

Определение. Под произведением линейных операторов  будем понимать такой линейный оператор, что

a V(n)( ()(a)= ((a))).

Определение. Под произведением линейного оператора  на действительное число  будем понимать такой линейный оператор, что

a V(n)( ()(a)=(a)).

Теорема 1.Сумма линейных операторов есть линейный оператор.

Доказательство

Из определения следует, что сумма линейных операторов – отображение пространства в себя. Проверим условия линейности. Пусть a, bV(n), тогда

(+)(a+b) = (a+b)+(a+b) = ((a)+(b))+((a)+(b)) = ((a)+(a))+((b)+ +(b)) =(+)(a) +(+)(b). Пусть aV(n), тогда

(+)(a)=(a)+(a)=(a)+(a)=((a)+(a))=(+)(a),

то есть оба условия линейности выполняются. Теорема доказана.

Теорема 2. произведение линейных операторов есть линейный оператор.

Доказательство

Из определения следует, что произведение линейных операторов – отображение пространства в себя. Проверим условия линейности. Пусть a, bV(n), тогда

()(a+b)=((a+b))=((a)+(b))=((a))+((b))=()(a)+()(b). Пусть aV(n), тогда

()(a)= ((a))= ((a))=((a))=()(a),

то есть оба условия линейности выполняются. Теорема доказана.

Теорема 3. произведение линейного оператора на действительное число есть линейный оператор.

Доказательство

Из определения следует, что произведение линейного оператора на действительное число – отображение пространства в себя. Проверим условия линейности. Пусть a, bV(n), тогда

()(a+b)=((a+b))=((a)+(b))=((a))+((b))=()(a)+()(b).

Пусть aV(n), тогда

()(a)=((a))=((a))=()((a))=()((a))= ( ((a)))=()(a),

то есть оба условия линейности выполняются. Теорема доказана.

Определение. Алгебру М с заданными на ней операциями сложения, умножения и умножения на действительное число будем называть линейной алгеброй линейных операторов.

75

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]