多重线性代数与张量代数
纯张量
纯张量是最简单的一类张量:向量的单一乘积,如 v ⊗ w,不附加任何求和。它们是构筑一切张量的『原子』,靠加法拼装——但要紧的是,并非每个张量本身都是原子。一般张量是纯张量之和,往往无法再收缩回单个。
在 M ⊗ N 中,纯张量(又称简单张量或可分解张量)是形如 m ⊗ n 的元素。纯张量张成整个张量积,故每个元素都是有限和 Σ m_i ⊗ n_i,但此表示远非唯一,且该和通常本身并非纯张量。纯张量构成万有双线性映射 M × N -> M ⊗ N 的像——一个对加法不封闭的『锥』。
一个张量是否为纯是一个实在且可计算的问题。把 V ⊗ W 中的张量按基写成系数矩阵,它为纯当且仅当该矩阵的秩 ≤ 1;表为纯张量之和所需的最小个数即张量秩。例如在 V ⊗ V 中,对称元素 e_1 ⊗ e_2 + e_2 ⊗ e_1 不是纯张量——它的秩为 2。
在 R^2 ⊗ R^2 中,张量 e_1 ⊗ e_1 + e_2 ⊗ e_2 对应系数矩阵 [1, 0; 0, 1],其秩为 2,故不是纯张量;没有单个乘积 v ⊗ w 等于它。相比之下 e_1 ⊗ e_1 + e_1 ⊗ e_2 = e_1 ⊗ (e_1 + e_2) 是纯张量。
秩为 1 的系数矩阵意味着纯;单位矩阵秩为 2,非纯。
又称
另见