對偶空間與對偶性
對偶配對
對偶配對是把一個泛函與一個向量合成一個數的、最簡單不過的方式:直接求值。寫成 <f, v> = f(v),左邊是 f in V*,右邊是 v in V。它是兩個空間之間的典範橋樑,且不同於內積,它無需任何額外結構——它本就內建於對偶之中。
它是雙線性的,即對每個槽分別線性:<f + g, v> = <f, v> + <g, v> 且 <f, a*v> = a*<f, v>,另一側亦然。這讓它看起來、用起來都像內積,但它配對的是兩個不同的空間(V* 與 V),而非一個空間與自身,所以沒有 <f, f> 或「長度」的概念。
它的決定性性質是非退化:若對每個 f 都有 <f, v> = 0,則 v = 0;若對每個 v 都有 <f, v> = 0,則 f = 0。哪一側都沒有另一側探測不到的「盲點」。非退化恰是求值映射成為單射的原因,也驅動著每一條對偶定理。
一旦採用這個括號,各種陳述便獲得令人愉悅的對稱。轉置由 <g, T v> = <T* g, v> 定義,把 T 從配對的一側移到另一側;零化子 U^0 是那些對所有 u in U 滿足 <f, u> = 0 的 f。整套理論就是用一個誠實的括號來記賬。
<f, v> = f(v) ; <g, T v> = <T* g, v>
配對在向量上對泛函求值,並允許你把映射在其兩側滑動。
配對 <f, v> 看著像內積,但並不是:它連接的是兩個不同的空間,不對稱(兩槽類型不同),也不給出長度。內積是這樣一個特例——選定 V 與 V* 的某種等同後,你便能讓 V 與自身配對。
又稱
另見