對偶空間與對偶性
線性映射的轉置
每個線性映射 T : V -> W 都誘導出一個在對偶之間反向運行的映射,稱為它的轉置(或對偶映射)T* : W* -> V*。其配方是前複合:給定 W 上的泛函 g,你先作用 T 再作用 g,便得到 V 上的一個泛函。用符號寫,T*(g) = g 與 T 的複合,故 (T*g)(v) = g(T v)。
仔細看箭頭方向:T 走 V -> W,而 T* 走 W* -> V*。取對偶會翻轉箭頭。這不是記賬上的怪癖,而正是「測量輸出」的含義。若 g 測量 W 中之物,則 g-接-T 測量 V 中之物,即「先作用 T,再測量」。
當你把一切都寫在對偶基下時,T* 的矩陣恰是 T 的矩陣 A 的轉置 A^T。於是「把矩陣沿對角線翻折」這一不起眼的操作,被揭示為一種不依賴座標、不依賴基的構造。轉置一直都是個真正的映射;翻折後的矩陣不過是它的影子。
轉置與複合及恒等配合良好:(S T)* = T* S*(注意次序顛倒),且恒等映射的轉置仍是恒等。這些函子性法則讓你能一次性對整張映射圖取對偶,四子空間對偶與各秩相等便由此落地。
(T* g)(v) = g(T v) ; matrix of T* in dual bases = A^T
轉置把泛函與 T 前複合;在對偶基下這就是矩陣轉置。
留意次序顛倒:(S T)* = T* S*。把映射寫在對偶座標下再轉置矩陣,所得與抽象地轉置映射一致——這種相容性恰是 A^T 成為矩陣轉置「正確」定義的原因。
又稱
另見