12-06-2024
Лине́йное отображе́ние, лине́йный опера́тор — обобщение линейной числовой функции (точнее, функции ) на случай более общего множества аргументов и значений. Линейные операторы, в отличие от нелинейных, достаточно хорошо исследованы, что позволяет успешно применять результаты общей теории, так как их свойства не зависят от природы величин.
Содержание |
Лине́йным отображе́нием векторного пространства над полем в векторное пространство (лине́йным опера́тором из в ) над тем же полем называется отображение
удовлетворяющее условию линейности
для всех и .
Если определить операции сложения и умножения на скаляр из основного поля как
множество всех линейных отображений из в превращается в векторное пространство, которое обычно обозначается как
Если векторные пространства и являются линейными топологическими пространствами, то есть на них определены топологии, относительно которых операции этих пространств непрерывны, то можно определить понятие ограниченного оператора: линейный оператор называется ограниченным, если он переводит ограниченные множества в ограниченные (в частности, все непрерывные операторы ограничены). В частности, в нормированных пространствах множество ограничено, если норма любого его элемента ограничена, следовательно, в этом случае оператор называется ограниченным, если существует число N такое что . Можно показать, что в случае нормированных пространств непрерывность и ограниченность операторов эквивалентны. Наименьшая из постоянных N, удовлетворяющая указанному выше условию, называется нормой оператора:
Введение нормы операторов позволяет рассматривать пространство линейных операторов как нормированное линейное пространство (можно проверить выполнение соответствующих аксиом для введенной нормы). Если пространство - банахово, то и пространство линейных операторов тоже банахово.
Оператор , обратный линейному оператору , также является линейным оператором. Если - линейный непрерывный оператор, отображающий одно банахово пространство (или F-пространство) в другое, то и обратный оператор тоже является линейным непрерывным оператором.
Пусть линейный оператор действует в сепарабельном гильбертовом пространстве. Каждый элемент пространства может быть представлен в координатах в некотором ортонормированном базисе {} как , причем из ортнонормированности базиса следует, что . Тогда вектор можно разложить в том же базисе с коэффициентами , где . Таким образом, в координатном представлении , где - координатное представление вектора , а -координатное представление вектора , соответственно {}-матрица оператора в данном базисе.
Таким образом, каждому линейному оператору гильбертова пространства соответствует некоторая матрица в данном базисе.
Примеры линейных однородных операторов:
Примеры линейных неоднородных операторов:
где , , — вполне определённые функции, а — преобразуемая оператором функция.
Это заготовка статьи по алгебре. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Линейное преобразование заданное матрицей, линейное преобразование заданное матрицей онлайн.
Z (значения), Harry Potter TCG, Бойченко, Семён Петрович, «Спартак» Москва в сезоне 2001, Файл:Пьяцца д'Италия (1975-1980, Новый Орлеан, арх. Чарльз Мур.jpg.