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線形代数学
ベクトル空間
〈 固有値と固有ベクトル
ベクトル空間上の線形写像 〉
体と非空の集合上に定義されたベクトル加法とスカラー乗法と呼ばれる演算がベクトル空間の公理を満たす場合、そのような集合をベクトル空間と呼びます。ここではベクトル空間を定義した上で、その基本的な性質を確認します。
学習内容
ベクトル空間の定義
公理主義の立場からベクトル空間を定義した上で、そこに定義される演算の基本的な性質を確認します。
体の定義と具体例
集合上に2つの演算が定義されており、それらが体の公理と呼ばれる公理系を満たすとき、そのような集合を体と呼びます。公理主義の立場から体を定義するとともに体の具体例を提示します。
ベクトル空間の定義と具体例
体と非空の集合上に定義されたベクトル加法とスカラー乗法と呼ばれる演算がベクトル空間の公理を満たす場合、そのような集合をベクトル空間と呼びます。
ベクトル加法の性質
ベクトル空間上に定義されたベクトル加法が満たす性質を、ベクトル空間の公理系から導きます。また、ベクトル加法を用いて、ベクトル減法と呼ばれる新たな演算を定義します。
スカラー乗法の性質
体上のベクトル空間上に定義されたスカラー乗法が満たす性質を、ベクトル空間の公理系から導きます。
部分ベクトル空間
部分ベクトル空間について解説します。
部分空間(部分ベクトル空間)の定義と具体例
ベクトル空間の部分ベクトル空間と呼ばれる概念を定義するとともに、部分ベクトル空間であることを判定する方法を解説した上で、部分ベクトル空間の具体例を提示します。
アフィン部分空間の定義と具体例
ベクトル空間の部分空間上に存在するすべてのベクトルに同一のベクトルを加えることにより得られるベクトル集合をアフィン部分空間と呼びます。
部分空間どうしの集合演算(補集合・共通部分・和集合・差集合)
ベクトル空間の部分空間どうしの共通部分は必ず部分空間になる一方で、部分空間どうしの和集合は部分空間になるとは限りません。
部分空間どうしの和(ミンコフスキー和)
ベクトル空間の部分ベクトル空間A,Bが与えられたとき、それぞれのベクトルのベクトル和を集めてできる集合をAとBの和と呼びます。和もまた部分ベクトル空間です。
部分空間どうしの直和
ベクトル空間の複数の部分空間がゼロベクトルだけを共通のベクトルとして持つ場合、そのような部分空間どうしの和(ミンコフスキー和)を直和と呼びます。
ベクトル空間の次元と基底
ベクトル空間の次元と基底について解説します。
ベクトルの線型結合と線型スパン(線型包)
ベクトルのスカラー倍どうしの和として表されるベクトルを線型結合と呼びます。ベクトル空間の部分集合に属するベクトルの線型結合をすべて集めてできる集合を線型スパンと呼びます。線型スパンは部分ベクトル空間です。
ベクトル空間における線型従属・線型独立なベクトル
ベクトル空間に属するベクトルどうしが線型従属ないし線型独立であることを定義するとともに、その意味を解説します。
ベクトル空間の基底と次元
ベクトル空間から選ぶことができる線型独立なベクトルの個数の最大値をそのベクトル空間の次元と呼びます。次元が有限である場合、その値は1つの非負の整数として定まることが保証されます。
部分空間(部分ベクトル空間)の基底と次元
部分空間から選ぶことができる線型独立なベクトルの個数の最大値をその部分空間の次元と呼びます。次元が有限である場合、その値は1つの非負の整数として定まることが保証されます。
ベクトル空間における座標ベクトル(基底のもとでのベクトルの座標)
ベクトル空間における基底が与えられれば、それぞれのベクトルは基底ベクトルの線型結合として一意的に表されます。そこで、ベクトルの線型結合を特徴づけるスカラーの組をそのベクトルの座標と呼びます。
〈 固有値と固有ベクトル
ベクトル空間上の線形写像 〉
学習ガイド
2026-06-10
学習ガイド
大学の数学カリキュラムとWIISのカリキュラムは何が違うのか
多くの大学では入学後すぐに微分積分学や線形代数学を学び、その後に実数論や位相空間論などの理論的な科目へ進みます。一方、WIISでは論理学・集合論の後に実数論を学び、その上で微分積分学へ進むカリキュラムを採用しています。本記事では、それぞれの考え方とWIISの学習順序のメリットについて解説します。
キーワード:
実数論
,
数学
最新の議論
部分ベクトル空間どうしの直和
2件の返信 ・最終更新 2年、 9ヶ月前
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