有限維向量空間的子空間為什麼都是有限維的,對LADR中的證明過程不解?

時間 2021-06-08 00:28:55

1樓:

設 的某個張成組的長度為 。對於任意子空間,我們通過下面的方法來構造其張成組:

第一步:顯然我們可以做下面兩個對立判斷:

若,則其是有限維的;

若,則取一非零向量

第1" eeimg="1"/>步:由於向量組 的向量都是取自 ,所以 一定是 的子空間,所以我們可以做如下兩個對立判斷:

若 ,則意味著我們找到了的乙個張成組 ,程式停止;

若 ,則 ,任取乙個這樣的向量 與 放在一起構成向量組,顯然這是乙個長度為 的線性無關組。

考慮整個程式,發現它最終一定會終止:假設程式可以進行第 步(反之則早已找到張成組而終止),則在第 步時,若是第二種可能成立,即 ,這就意味著可以再取出乙個向量 來構成長度為 的線性無關組,但是由於線性無關組的長度不超過張成組,這是不可能的,所以必定是第一種可能,即 ,故得到乙個長度為 的張成組,在 步時停止。

既然對於任何子空間都可以根據上述程式找到張成組,則根據有限維向量空間的定義,此子空間是有限維的。

我覺得細化過程是有必要的,因為在這本書中,這個定理出現的很早,此時尚且沒有維數、基等概念,所以為了防止寫想當然的步驟,必須這樣"摸索"式地推進(一眼就看到底的大佬請無視我

我的問題終結了,理由如下:

首先程式一定會停止,在第 步停止意味著無法在 中取乙個與已取的線性無關組 線性無關的向量 ,換句話說 中任何向量都被這個組線性表示了,也就是 被張成了,即 ,即是有限維向量空間

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