线性代数/商空间
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令 V 为域 F 上的向量空间,令 H 为子空间。定义一个等价关系,其中 V 中的x和y被称为等价,当且仅当x-y是 H 的元素。定义两个等价类 X 和 Y 的和为包含x+y的等价类,其中x在 X 中,y在 Y 中,以及标量倍数 aX,其中 a 是 F 的元素,为包含 ax的等价类,其中x在 X 中。
和是定义良好的,因为如果x1和x2在 X 中,y1和y2在 Y 中,那么x1+y1-(x2+y2)=(x1-x2)+(y1-y2),它是 H 的元素,所以它们的和是等价的。
标量倍数也是定义良好的,因为如果x1和x2在 X 中,a 是 F 的元素,那么 ax1-ax2=a(x1-x2),它是 H 的元素,所以它们是等价的。
给定等价类 X 和 Y,元素x在 X 中,y在 Y 中,z在 Z 中,元素a和b在 F 中,X+Y 和 Y+X 都包含x+y,因此是相同的,(X+Y)+Z 和 X+(Y+Z) 都包含x+y+z,因此是相同的,H 是加法的单位元,因为对于任何 h 在 H 中,(x+h)-x=h 在 H 中,所以 X+H=X,包含-x的等价类是 X 的逆元,1X 包含 1x=x,因此与 X 相同,a(bX) 和 (ab)X 都包含 abx,因此是相同的,(a+b)X 和 aX+bX 是相同的,因为它们都包含 ax+bx,a(X+Y) 和 aX+aY 是相同的,因为它们都包含 ax+ay。
上面一段表明,具有加法和标量乘法的等价类也形成一个向量空间,称为商空间。这个向量空间表示为 V/H。
如果 V 的维数为 d,H 的维数为 s,那么 V/H 的维数为 d-s。