希爾伯特空間

2021-09-24 09:23:15 字數 644 閱讀 4116

什麼是賦範線性空間、內積空間,度量空間,希爾伯特空間 ? 現代數學的乙個特點就是以集合為研究物件,這樣的好處就是可以將很多不同問題的本質抽象出來,變成同乙個問題,當然這樣的壞處就是描述起來比較抽象,很多人就難以理解了。

既然是研究集合,每個人感興趣的角度不同,研究的方向也就不同。為了能有效地研究集合,必須給集合賦予一些「結構」(從一些具體問題抽象出來的結構)。

從數學的本質來看,最基本的集合有兩類:線性空間(有線性結構的集合)、度量空間(有度量結構的集合)。

對線性空間而言,主要研究集合的描述,直觀地說就是如何清楚地告訴地別人這個集合是什麼樣子。為了描述清楚,就引入了基(相當於三維空間中的座標系)的概念,所以對於乙個線性空間來說,只要知道其基即可,集合中的元素只要知道其在給定基下的座標即可。

因為有度量,所以可以在度量空間、賦範線性空間以及內積空間中引入極限,但抽象空間中的極限與實數上的極限有乙個很大的不同就是,極限點可能不在原來給定的集合中,所以又引入了完備的概念,完備的內積空間就稱為hilbert空間。

這幾個空間之間的關係是:

線性空間與度量空間是兩個不同的概念,沒有交集。

賦範線性空間就是賦予了範數的線性空間,也是度量空間(具有線性結構的度量空間);

內積空間是賦範線性空間加上角度的概念;

希爾伯特空間就是完備的內積空間。

希爾伯特空間

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