能帮我解决一下吗,高等代数,子空间基维数还有直和的问题

2025-03-10 16:44:03
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回答1:

给你思路

  1. 按照两个空间中元素性质证明两个空间对于矩阵加法,数乘两个运算封闭


  2. (1)对于子空间V中的任何矩阵A有A=A',从而矩阵中元素满足aij=aji         

    (i=1,2,...,n,j=1,2,...n),就是说矩阵A在主对角线两边的元素处于对称位置的元素相等,

    从而要表示主对角线两边的元素只表示一边就够了也就是n(n-1)/2,再加上主对角线上

    n个元素,共n(n+1)/2个,也就是V的维数。


    (2)对于W中的任何矩阵B,有B=-B',从而B中主对角线上的元素bii=-bii (i=1,2,...,n),即

    bii=0(i=1,2,...,n),按照同样的分析方法可以知道W的维数是n(n-1)/2。


    (3)关于V,W各自的一组基,我们规定一种写法,Eij,表示n维方阵的第i行j列的元素eij,第j行

    i列的元素eji都为1,其他元素全为0,从而V的一组基就是Eij(i=1,2,...,n,j=1,2,...n,且

    1<=i<=j<=n),W的一组基类似的可以写出,你自己写。

  3. 证P[nxn]=V⊕W,分两步:1.证V+W是直和. 2.证维(V)+维(W)=维(P[nxn])

    1.就是证V∩W={0},设A是V∩W的任意一元素,按照性质得

    aij=aji=-aji=0((i=1,2,...,n,j=1,2,...n))

    就是说A只能是0矩阵,1就证完了

    2.就是做加法n(n+1)+n(n-1)/2=n^2

    从而P[nxn]=V⊕W.