双线性与二次形式

迷向向量

在实数上,正定形式度量货真价实的长度,故唯有零向量长度为零。但不定形式——如时空间隔——允许非零向量量出零。这样一个与自身正交的方向称为迷向方向;在相对论中它们就是光线所循的类光方向,时空长度为零,却远非零向量。

形式上,二次空间 (V, Q) 中向量 v ≠ 0 若 Q(v) = 0,则称为迷向的。若 Q 在某子空间上恒为零,则该子空间为全迷向。含有迷向向量的二次空间称为迷向的;不含迷向向量者(每个非零向量都有 Q ≠ 0)称为非迷向(各向异性)的。正定或负定形式非迷向;不定的实形式总带有迷向向量。

迷向向量主宰着形式的结构理论。一个非退化形式含有迷向向量当且仅当它包含一个双曲平面,故迷向性是双曲分裂的种子。维特分解把任意形式写成若干双曲平面与一个非迷向核的正交和;全迷向子空间的最大维数即维特指数。在代数闭域上,维数不小于 2 的每个形式都迷向;在 R 上,迷向性恰为不定性。

对 R^2 上的 Q(x, y) = x^2 − y^2,向量 (1, 1) 迷向,因 Q(1, 1) = 1 − 1 = 0;(1, −1) 亦然。这两个向量张成一个双曲平面,整个空间迷向,维特指数为 1。

形式 x^2 − y^2 的迷向方向。

又称
null vector零长向量零長向量