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线性代数.1

1,线性空间
你做什么,而不是,你是什么,是我们此地所关注的。所以,我们现在的问题是,定义在一个集合里面的运算,是如何导致该集合的结构,以及什么样的结构,然后,具有此结构的集合,可以有何用。
秉承此思想,我们可以来考察任何一个具有明确意义的集合:自然数,实数,…且慢,对于自然数、实数这类集合,我们常常禁不住诱惑,要去问自然数是什么、实数是什么诸如此类的问题,但此类问题其实是次要的如何实现的问题,所以还不如完全从运算出发,来构造一个集合。线性空间就是如此行为的一个典型:即定义两种运算,然后看在这两种运算下封闭起来的集合具有何种结构。
集合,可以说是人类认知历史上的第一个抽象观念,因为指称的同义词,正是集合。
例1, 在一个原始狩猎场景,作为瞭望哨的甲看到一群狼和一群野狗走近,于是甲发出警报,“狼(群)来了”,听到警报的人马上会意识到是狼(群)来了,但不会意识 到同时也有一群野狗来了,因为甲所说的狼(群),对于其他人来说,就是一个概念明确的集合,其中不包含野狗,除非甲再加一句,野狗也来了。能够明确判断某 个对象不是属于某个集合,正是集合这个概念的用处。
运算则是人类认知史上稍后一些的抽象观念。
例2,同样在一个原始狩猎场景,甲看到一群野牛在行进中,然后从东方来了另外一群野牛,两群牛相遇后混到了一起,假如甲要向族人说清楚何以前后牛群的规模发生了变化这件事,就非得引入运算的观念不可。
从这些早期认知史的场景,我们可以活生生看到,后来被称为数学的东西,一开始就是人类大脑能力的自我演进道路上的主要内容。
例3,在上面的例2中,假设有甲乙两人,分别要向族人报告,而甲比乙说得更清楚,显然只是因为甲具有比乙更明确的加法运算的概念。这种个体之间认知能力的差异,后来分化为认知领域的差别。
属于数学这一系抽象范畴的大脑能力的自我演进,后来显出特异的方向,我们随时在阐述数学概念的发生时予以跟踪此一历史趋向。
线性空间一个线性空间,就是由约定的两个集合、四种运算构筑出来的。
两个集合:`\{X, +\}`为一个Abelian群;$\{A, +,*\}$为一个域;四种运算:除了上述群和域中的三种运算之外,$\times: A\times X\rightarrow X$是这两个集合之间的运算。($\times: Z\times X \rightarrow X $这个运算约定已经暗示了线性空间的结构。)
使用这四种运算: +, +, *, $\times$,如果$\{x,y\}\subset X ,\{\alpha,\beta\}\subset A$,那么我们可以做如下三种基本的运算组合:$ (\alpha+\beta)\times x $$ (\alpha*\beta)\times x $$ \alpha\times(x+y) $然后我们进一步约定:$ (\alpha+\beta)\times x=(\alpha\times x)+(\beta\times x) $$ (\alpha*\beta)\times x=\alpha*(\beta\times x) $$ \alpha\times(x+y)=(\alpha\times x)+(\beta\times y) $这就完备地约定了一个线性空间`X`。
然后我们就需要知道,这样一个集合-线性空间,可以具有什么样的构造和属性。
维度和子空间
for 0 of group $\{X, +\}$, what does $x+y+,…,+z=0$ means?
$\forall x\in X, 0*x=0, 0\in […]

最基本的代数观念-Module

最基本的代数观念-模,源于我们数数的方法.
一个最原始,或者说最自然的标记方法: 自然映射,可以叙述为`a\equiv b(mod c)`也可以叙述为:$modc:a\mapsto b$基于这个映射做如下运算是不变的: 如果$modc:x\mapsto b; modc: y\mapsto d;$那么$mod c: x\pm y\mapsto b\pm d;$$modc: xy\mapsto bd.$
=>任何多项式在此映射下是不变的.
模的观念=>素数.
Fermat Theorem:$a^{p-1}-1\equiv0(mod p)$
Euler Theorem:$a^{k}-1\equiv0(mod b)$
所以有人说,上帝创造了自然数,然后其他一切都是人为的:)
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域的扩张

纯粹从集合关系来描述而非构造如下概念,即在进行集合运算的同时保持域结构,以得到: 域->中间域->子域->由子域并一个集合而生成一个扩域
子域到域的扩张,更进一步可以看作是基于域构造向量空间的关系,这样一来,域的扩张过程,就不再只是纯粹集合描述,还可以运用向量空间的特征来加以刻画,例如扩域过程中空间维数的关系:设$F_1 sube F_2 sube … sube F_n$为一串域的扩张过程,则`F_n`在`F_1`上的维数$[F_n:F_1]=[F_n:F_(n-1)]\times…\times[F_2:F_1]$.
扩域的过程反过来,就得到素域的概念,即不会是任何域的扩域的域。对于素域存在一个自然的结构刻画:任意一个素域或者与有理数域Q同构,即其特征为0;或者与一个模素数p的剩余类环同构,即其特征为p。由于任意域总包含一个素域,那么该素域的特征就可以用来定义为该域的特征。
扩域过程中最小的一步,是得到所谓单扩域,即并入一个元素而生成之扩域。
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Group

1.1. Group

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operation, like set, is the most fundamental notion in mathematics, so we have to see how about the structure of a set when we define an operation in it.
1. the most general operation, a composition +: a+b=c
At first, we can make the composition is associative in the […]

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