雙線性與二次形式
符號差
對於實形式,將其對角化會把各方向分入三個箱子:形式取正值的方向、取負值的方向、以及取零的方向。符號差就是前兩個箱子裡的人數。它是一枚指紋,例如能區分歐幾里得幾何(全為正)與相對論的時空(多為正、一個為負)。
在 R 上,把二次形式 Q 對角化為 a_1 y_1^2 + … + a_n y_n^2;設 p 為嚴格為正的 a_i 個數,q 為嚴格為負的個數。符號差就是數對 (p, q),有時記作單個整數 p - q。西爾維斯特慣性定律保證 p 與 q 不依賴於所用的對角化基,故符號差是真正的不變量。
秩為 p + q,零化度為 n − (p + q)。當 q = 0 且 p = n 時形式正定,當 p = 0 且 q = n 時負定,當 p 與 q 都為正時不定。兩個實二次形式合同當且僅當它們維數相同且符號差相同——所以在 R 上,符號差連同秩就完全分類了形式。
閔可夫斯基形式 Q(t, x, y, z) = -t^2 + x^2 + y^2 + z^2 的符號差為 (3, 1):三個正方向、一個負方向,秩為 4,非退化但不定。
時空度量形式的符號差。
符號差的概念是有序體(如 R)所特有的。在 C 上,給定秩的每個非退化形式都等價(由於 i^2 = -1,無法區分 +1 與 -1),故沒有符號差的類比存留。
又稱
另見