雙線性型與二次型
非退化型
一個雙線性型稱為非退化的,若唯一與一切都正交的向量是零向量——它的根基平凡。從正面說:對每個非零 v 都存在某個 w 使 B(v, w) != 0,所以型總能透過某個測試搭檔「感知」到一個非零向量。內積是黃金範例,因為 B(v, v) > 0 已能察覺每個非零 v。
矩陣檢驗立竿見影:B 非退化當且僅當其矩陣可逆,當且僅當 det(B) != 0,當且僅當 rank(B) = n。所以非退化之於型,正如可逆之於算子——是「無所失、無所塌縮為零」的條件。相反,退化型有一個它看不見的核方向。
非退化之所以深刻要緊,是因為它在 V 與其對偶空間 V* 之間建立一個同構。每個向量 v 給出一個泛函 w -> B(v, w);非退化說明這個對應 v -> B(v, -) 是單射,而在有限維中單射加維數相等就意味著它是同構 V -> V*。所以非退化型恰是把向量與餘向量典範等同起來的那份額外結構。
這是張量分析與相對論中「升降指標」的抽象核心,也是內積空間裡 Riesz 表示思想的核心。沒有非退化型,V 與 V* 僅是大小相同卻不被自然等同;有了它,二者便成為同一對象的兩面。非退化是進入這一等同的入場券。
B(v, -) : V -> V*, v |-> B(v, -) is an isomorphism iff det B != 0
非退化型把每個向量與唯一的餘向量等同——V 同構於 V*。
非退化 <-> 矩陣可逆 <-> det != 0 <-> V 典範同構於 V*。它是可逆性的型論類比,也是升降指標背後的結構。
又稱
另見