LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

[алгебра] задача

 


0

2

Есть пространство из элементов кольца Z/5Z, натянутое на вектора:

(2) (3) (4)
(3) (3) (1)
(4) (3) (3)

определить его размерность и базис. ....

Ну я решил сначала определить, являются ли вектора линейно независимыми, составив из них матрицу и ища ранг с помощью преобразований столбцов. Получил, что линейно независимых столбца два.

Потом решил попробовать посчитать det. Ну посчитал (есессно, учитывая правила операций в кольце) получил не 0. Где ошибка в моем понимании проблемы?

★★☆☆☆

Последнее исправление: dikiy (всего исправлений: 1)

Потом решил попробовать посчитать det. Ну посчитал (есессно, учитывая правила операций в кольце) получил не 0. Где ошибка в моем понимании проблемы?

octave говорит, что детерминант -15. Т.е. ноль.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от ival

O_O. Вот я ступил. Сейчас опять det пересчитал, все сошлось.

Спасибо тебе, добрый человек )

А до этого что-то пересчитывал все не сходилось.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика

>>ища ранг с помощью преобразований столбцов.

Преобразования столбцов-то тоже надо делать с учетом правил операций в кольце. М.б. в этом загвоздка?

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>>ища ранг с помощью преобразований столбцов.

Преобразования столбцов-то тоже надо делать с учетом правил операций в кольце. М.б. в этом загвоздка?

Это я учел есессно. Загвоздка, как указал ival, была в арифметике :)

Вот еще тогда вопрос: ведь я могу взять любые два вектора, если ранг равен 2, и сказать, что это базис? То есть если после преобразований у меня получились вектора (1,1,1) и (3,4,0) то по идее можно так и оставить, или желательно еще как-то нормализовать?

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от ival

>>octave говорит, что детерминант -15. Т.е. ноль.

Твой octave в курсе про особенности умножения в Z/5Z? Или ты скормил ему в обычных целых числах?

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

Твой octave в курсе про особенности умножения в Z/5Z?

Не знаю. Наверно нет.

Или ты скормил ему в обычных целых числах?

Да.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Твой octave в курсе про особенности умножения в Z/5Z? Или ты скормил ему в обычных целых числах?

Дык надо же просто остаток потом от -15/5 взять. Ведь операции в кольце подчиняются всем законам (ассоциативность, коммутативность, дистрибутивность), а значит можно детерминанту просто как для обычных чисел посчитать, а потом поделить на 5.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Можно вообще любые два вектора из трех исходных взять.

А есть вообще понятие нормы в пространстве из элементов кольца?

Я попробовал по аналогии с обычной нормой сделать, но мне кажется, что это ерунда.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

Вот еще тогда вопрос: ведь я могу взять любые два вектора, если ранг равен 2, и сказать, что это базис?

Брать можно только те, от которых осталась еденичная матрица. Иначе в общем случае можно ошибиться. Например если вектора x, y линейно независимы, а третий есть 2*x, то если взять (x, 2*x) базиса не получится

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от ival

Да. точно. Полезно про такой подвох помнить )

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

Там вся сложность произрастает из нормы кольца. Удастся пронормировать кольцо - удастся пронормировать векторное пространство над ним.

Экзотический у тебя пример, обычно векторное пространство над полем, а тут над кольцом...

Сходу тоже ерунда получается, кастую jtootf.

mclaudt
()

судя по твоим постам в толксах ты самостоятельно изучаешь программу первого курса по математике?

Goblin
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

обычно векторное пространство над полем,

Не обычно, а по определению над полем.

а тут над кольцом...

Z/5Z поле :)

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от ival

>>а тут над кольцом...

Z/5Z поле :)

Что не отменяет того, что оно же и кольцо :)

Насколько я понимаю, не всякое кольцо поле, но в данном случае да.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от Goblin

>судя по твоим постам в толксах ты самостоятельно изучаешь программу первого курса по математике?

Да.

Я правда на примате 5 семестров отучился когда-то. Но с тех пор много воды утекло. А вот сейчас опять вдохновение нашло. В универе восстановился. Сейчас повторяю то, что забыл и то, на что забил в свое время. А сейчас реально интересны стали вещи, на которые забивал когда-то.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от mclaudt

Ага, именно поэтому его называют кольцом вычетов, да?

Полем называется кольцо, все элементы которого без нуля образуют группу по умножению. Чтобы получилось поле, нужно брать вычеты по модулю простого числа.

Точнее элемент кольца называется простым, если кольцо вычетов по нему является полем. А когда элемент не имеет других делителей кроме себя и еденичных элементов, он называется неразложимым. В евклидовых кольцах (таких как Z или кольцо полиномов над полем) эти два понятия совпадают.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Там вся сложность произрастает из нормы кольца. Удастся пронормировать кольцо - удастся пронормировать векторное пространство над ним.

А в вики есть что-то удобоваримое по норме кольца?

Экзотический у тебя пример, обычно векторное пространство над полем, а тут над кольцом...

ну так данное кольцо поле и есть. Иначе не было бы это векторным пространством.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

>>Иначе не было бы это векторным пространством

Не факт, я не ручаюсь что нельзя сконструировать что-то векторнопространствоподобное над структурами, более общими чем поле.

Да и как выяснилось, сложность представить норму этого примера не в том, что это кольцо (правильно выяснили тут что это ещё и поле), а в особом законе умножения.

Трудно представить сходу, какую норму нужно использовать, чтобы выполнялось неравенство треугольника на поле вычетов. Подписываюсь на тред, может кто расскажет, как на самом деле.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от ival

>>Полем называется кольцо, все элементы которого без нуля образуют группу по умножению.

С телом путаешь. Ну или забыл добавить что группа должна быть абелева.

В любом случае не важно, спасибо за пояснение.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от ival

Полем называется кольцо, все элементы которого без нуля образуют группу по умножению

абелеву

jtootf ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Не факт, я не ручаюсь что нельзя сконструировать что-то векторнопространствоподобное над структурами, более общими чем поле.

Исходя из того, что векторное поле должно иметь определения «скалярного» умножения на элементы некоторого множества (вещественные числа, комплексные). Ну и должны выполняться аксиомы

X,Y - вектор.

a(bX)=(ab)X

плюс дистрибутивность

(a+b)X=aX+bX

плюс то же самое по векторам:

a(X+Y)=aX+aY.

Коммутативности в аксиомах нет (можно вывести?)

А значит, что этот элемент скалярного умножения должен принадлежать какому-нибудь полю.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от mclaudt

Не факт, я не ручаюсь что нельзя сконструировать что-то векторнопространствоподобное над структурами, более общими чем поле.

модуль является как раз таким обобщением, если я правильно тебя понял

jtootf ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

Трудно представить сходу, какую норму нужно использовать, чтобы выполнялось неравенство треугольника на поле вычетов.

Определение нормы напомнить? Зачем она вам сдалась?

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от ival

>Определение нормы напомнить? Зачем она вам сдалась?

Мне интересно, можно ли нормировать получившийся базис. А это в данном случае сводится к понятию нормы на кольце вычетов.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

Ну а под нормированным базисом я понимаю такой базис, вектора которого имеют «длину» 1.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от jtootf

Просто в институтском курсе обычно так: есть нормированное поле => можно построить нормированное векторное пространство над полем.

Образно говоря, умеем измерять длину вдоль оси => умеем рисовать стрелочки в n-мерном пространстве и измерять их длину.

Было интересно узнать, если же у нас не поле а кольцо, то что является аналогом измерения длины вдоль «оси» (модуль?) и что является аналогом измерения длины стрелочек в n-мерном пространстве из таких «осей».

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от dikiy

>Отображение V->R.

Ну и есессно, соответствующие свойства выполнятся должны.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

Отображение V->R. Или, если человеческим языком - длина вектора.

Я не зря второй раз определение спросил. Там в определении прямо упоминается векторное пространство над полем вещественных или комплексных чисел.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от ival

>Я не зря второй раз определение спросил. Там в определении прямо упоминается векторное пространство над полем вещественных или комплексных чисел.

То есть понятие нормы может быть в векторном пространстве исключительно над полем R или C?

А есть ли обобщение данного понятия?

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от ival

>>Зачем она вам сдалась?

Без нормы в поле нет нормы в векторном пространстве над полем, а о норме в векторном пространстве изначально речь и шла.

В случае с полем вычетов траблы уже в интуитивной нормировке этого поля, что уж говорить о нормировке векторного пространства над этим полем.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от dikiy

А ведь по идее можно так же доопределить норму для векторного пространства над полем «метакомплексных» чисел.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

То есть понятие нормы может быть в векторном пространстве исключительно над полем R или C?

А есть ли обобщение данного понятия?

Ну можно конечно вместо R взять абстрактное упорядоченное поле, но если этого никто не делает, значит это никому не нужно.

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от dikiy

Ты про гиперкомплексные? Так кстати они поля не образуют.

Но и у них норма интуитивно понятна - тот же корень суммы квадратов.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Ты про гиперкомплексные? Так кстати они поля не образуют.

Да. А почему?

Ведь проблему может лишь умножение составить.

А его можно определить просто как (a1b1, a2b2,...,anbn); И дистрибутивность и коммутативность и ассоциативность есть.

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Ответ на: комментарий от dikiy

Ну типа того, у кватернионов умножение теряет коммутативность. По теореме Фробениуса нельзя вещественные числа обобщить дальше, чем комплексные числа, с сохранением всех свойств поля.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от dikiy

>>А его можно определить просто как (a1b1, a2b2,...,anbn); И дистрибутивность и коммутативность и ассоциативность есть.

Два ненулевых числа могут дать нуль в итоге, чревато.

mclaudt
()
Ответ на: комментарий от dikiy

Ведь проблему может лишь умножение составить.

Действительный числа не так просто расширяются. Ибо есть

Теорема Фробениуса

А его можно определить просто как (a1b1, a2b2,...,anbn); И дистрибутивность и коммутативность и ассоциативность есть.

И делители нуля тоже (0, 1) * (1, 0) = (0, 0)

ival ★★
()
Ответ на: комментарий от dikiy

2+4i+3j+5k например

эта запись может означать что угодно. ты имел в виду кватернионы? антикватернионы? полукватернионы? полуантикватернионы? 1/4-кватернионы?

только ассоциативных вещественных 4-алгебр существенно больше одной

Ведь проблему может лишь умножение составить

умножение не есть проблема, оно обобщается на произвольные размерности: векторные алгебры, собственно, это хорошо показывают - проблема в делении и наличии нормы (см. тождества двух, четырёх и восьми квадратов)

что касается твоего исходного вопроса, то смотри доказательство теоремы Гурвица; при увеличении размерности нормированных алгебр с делением их свойства теряются (комплексные числа лишены линейной упорядоченности, умножение кватернионов некоммутативно, умножение октонионов неассоциативно и альтернативно). в принципе, несложно показывается что не более, чем за три шага редукции из любой вещественной нормированной алгебры с делением мы должны получить ассоциативную коммутативную вещественную алгебру с тривиальным сопряжением, а всем этим свойствам удовлетворяет только R

jtootf ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mclaudt

>Два ненулевых числа могут дать нуль в итоге, чревато.

Я только сейчас понял, что это противоречит аксиомам.

Это получается, что

ab=0 и a!=0 && b!=0 => a⁻¹ab=0 => 1*b=0 => 1*bb⁻¹=0 => 1*1=0, что противоречит одной из аксиом.

Верно ведь?

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика

Всем спасибо. Было очень познавательно!

dikiy ★★☆☆☆
() автор топика
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.