内积空间与伴随算子

半双线性型

双线性型在两个分量上都线性;半双线性型在一个分量上线性、在另一个分量上共轭线性。这个名字来自拉丁文:sesqui 意为一倍半,恰好刻画了该形式在一个分量上完全线性,而在另一个分量上仅“半线性”(相差一个共轭)。

形式地说,B : V x V -> C 是半双线性的,若 B(a u + b u', v) = a B(u,v) + b B(u',v)(第一分量线性),同时 B(u, a v + b v') = conj(a) B(u,v) + conj(b) B(u,v')(第二分量共轭线性)。复内积恰是又满足共轭对称且正定的半双线性型。

对任何取值于 C、又希望 <v,v> 为实的配对而言,这正是其天然形态。在 R 上没有共轭,半双线性便退化为双线性——这就是为何实与复的理论在许多命题中看似相同,却在每个触及标量的证明里有所不同。

一个细微之处:半双线性型不必共轭对称。埃尔米特型(满足 B(u,v) = conj(B(v,u)) 者)才是对称的;它们的对角值 B(v,v) 为实,对应于自伴算子。去掉埃尔米特性后,便可借 B(u,v) = <T u, v> 把任意算子编码为一个形式。

B(u,v) = u^* M v, linear in v, conjugate-linear in u

坐标下任何半双线性型都是矩阵夹心 u^* M v;共轭转置落在哪一侧,便决定哪个分量是共轭线性的。

有限维空间上的每个半双线性型都可写成 B(u,v) = u^* M v(在某标准正交基下,M 唯一)。埃尔米特型恰好对应 M = M^*;这本矩阵词典正是通往算子的桥梁。

又称
sesquilinear1.5-linear form