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1~8 条,故 v 构成线性空间。
3)矩阵的加法和和数量乘法满足线性空间定义的1~8 条性质,只需证明对称矩阵(上三
角矩阵,反对称矩阵)对加法与数量乘法是否封闭即可。下面仅对反对称矩阵证明:
当 A,B 为反对称矩阵,k 为任意一实数时,有
(A+B) =A+B=-A-B=-(A+B),A+B 仍是反对称矩阵。
(KA) KA K( A) (KA),所以 kA 是反对称矩阵。
故反对称矩阵的全体构成线性空间。
4)否。例如以已知向量为对角线的任意两个向量的和不属于这个集合。
5)不难验证,对于加法,交换律,结合律满足,(0,0)是零元,任意(a,b)的负元是
(-a, a 2-b)。对于数乘:
1(11)
1。(a,b)(。 1 a,1。b a2 ) (a,b),
2
l(l 1) l(l 1) k(k 1)
k.(l.(a,b) k.(la,lb a2 ) (kla,k[lb a2] (la)2 )
2 2 2
l(l 1) k(k 1) kl(kl 1) k(k 1)
(kla,k[lb a2 ] (la)2 ) (kla, a2 (la)2 )
2 2 2 2
kl(kl 1)
(kla, a2 klb) (kl).(a,b),
2
(k l)(k l 1)
(k l).(a,b) [(k l)a, a2 (k l)b]
2
k(k 1) l(l 1)
k.(a,b) l.(a,b) (ka,kb a2 ) (la,lb a2
2 2
k(k 1) k(k 1)
(ka la,kb a2 a2 kla2 )
2 2
(k 1)(k l 1)
[(k l)a, a2 (k l)b].
2
即 (k l) (a,b) k (a,b) l (a,b) 。k [(a ,b ) (a ,b )] k (a a ,b b a a )
1 1 2 2 1 2 1 2 1 2
k(k 1)
=[k(a a ),k(b b a a (a a ) 2 )] ,
1 2 1 2 1 2 2 1 2
k (a b ) k (a ,b )
1, 1 2 2
k(k 1) k(k 1)
= (ka ,kb a 2 ) (ka ,kb a 2 )
1 1 2 1 2 2 2 2