双线性函数,是内积概念的推广,与线性函数类似,在有限维线性空间中,双线性函数是由它对基的作用唯一确定的。
函数性质
若V是有限维的,φ是V上的双线性函数,且α1,α2,…,αn是V的基,则对α,β∈V,有
及
即若以α,β表示定义域为V的变量,则域P上n维线性空间V上的双线性函数φ(α,β)可以表示为域P上变量x1,x2,…,xn与y1,y2,…,yn的双线性型。
相关概念
1.以φ(αi,αj)作为(i,j)元素的n阶矩阵(φ(αi,αj)ij)称为双线性函数φ关于给定基的矩阵。
2.V上的双线性函数φ关于不同基的矩阵A,B相互合同:A=XBX,其中X是原基底到新基底的过渡矩阵。
3.φ关于基的矩阵(aij)的秩亦称为φ的秩。
4.当(aij)非退化时,φ亦称为非退化的或满秩的。
5.当(aij)为对称(反对称)矩阵时,φ亦称为对称(反对称)双线性函数。
函数定义
半双线性函数(sesquilinear function)是双线性函数的推广。设P为域,J是P的
自同构,域中元素k在J下的像记为kJ,而V1,V2是域P上的线性空间,V1×V2到P上的映射φ,若满足:
1.对任意k1,k2∈P,α1,α2∈V1,β∈V2,有
φ(k1α1+k2α2,β)=k1φ(α1,β)+k2φ(α2,β);
2.对任意k1,k2∈P,α∈V1,β1,β2∈V2,有
φ(α,k1β1+k2β2)=k1Jφ(α,β1)+k2Jφ(α,β2);
则称φ为V1×V2上关于J的半双线性函数。
注:1.当J为恒等
自同构时,半双线性函数即双线性函数。
2.V×V上关于J的半双线性函数φ称为V上的半双线性函数。
3.V中向量α,β在V上半双线性函数φ下的像φ(α,β)称为α与β的内积或纯量积,常简记为(α,β)。当(α,β)=0时,称α与β左正交,也称β与α右正交。