حاصل الضرب الموتري
في الرياضيات ، يُعرف حاصل الضرب الموتريمن فضاءين متجهينو(على نفس الحقل ) هو فضاء متجهي مرتبط به تطبيق ثنائي الخطيةهذا يرسم زوجًا، أين، إلى عنصر منيُشار إليه بـ[ 1 ]
عنصر من عناصر الشكليُطلق عليه اسم حاصل الضرب الموتري لـوعنصر منهو موتر ، ويُطلق على حاصل ضرب موتر لمتجهين أحيانًا اسم موتر أولي أو موتر قابل للتحليل . تمتد الموترات الأوليةبمعنى أن كل عنصر منهو مجموع موترات أولية. إذا تم إعطاء قواعد لـو، أساسيتكون من جميع حاصل ضرب الموترات لعنصر أساسي منوعنصر أساسي من.
يُجسّد حاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهيين خصائص جميع التطبيقات الثنائية الخطية، بمعنى أن التطبيق الثنائي الخطي منإلى فضاء متجهي آخرالعوامل بشكل فريد من خلال خريطة خطية(انظر § الخاصية العامة )، أي أن الخريطة الثنائية الخطية مرتبطة بخريطة خطية فريدة من حاصل الضرب الموتري.ل.
تُستخدم الضربات الموترية في العديد من مجالات التطبيق، بما في ذلك الفيزياء والهندسة. على سبيل المثال، في النسبية العامة ، يُوصف مجال الجاذبية من خلال موتر القياس ، وهو حقل موتري يحتوي على موتر واحد عند كل نقطة من نقاط فضاء الزمكان ، وينتمي كل موتر إلى الضرب الموتري للفضاء المماسي عند تلك النقطة مع نفسه.
التعريفات والتركيبات
حاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهيين هو فضاء متجهي مُعرَّف حتى التشاكل . توجد عدة طرق متكافئة لتعريفه. تتضمن معظمها تعريف فضاء متجهي صراحةً يُسمى حاصل الضرب الموتري، وعمومًا، ينتج برهان التكافؤ مباشرةً تقريبًا من الخصائص الأساسية للفضاءات المتجهة المُعرَّفة بهذه الطريقة .
يمكن تعريف حاصل الضرب الموتري أيضًا من خلال خاصية شاملة ؛ انظر § الخاصية الشاملة أدناه. وكما هو الحال مع أي خاصية شاملة، فإن جميع الكائنات التي تحقق هذه الخاصية متماثلة من خلال تماثل وحيد متوافق مع الخاصية الشاملة. عند استخدام هذا التعريف، يمكن اعتبار التعريفات الأخرى بمثابة إنشاءات لكائنات تحقق الخاصية الشاملة، وبرهانًا على وجود كائنات تحقق هذه الخاصية، أي أن حاصل الضرب الموتري موجود.
من القواعد
ليكن V و W فضاءين متجهين على حقل F ، بقواعدهما الخاصة.و .
حاصل الضرب الموتريالفضاء المتجهي V و W هو فضاء متجهي أساسه مجموعة جميعمعو، تُعتبر مجرد رموز لا تحمل أي معنى آخر. يمكن صياغة هذا التعريف بشكل رسمي على النحو التالي (نادراً ما يُستخدم هذا التعريف الرسمي عملياً، لأن التعريف غير الرسمي السابق كافٍ عموماً):هي مجموعة الدوال من الضرب الديكارتيإلى F التي لها عدد محدود من القيم غير الصفرية. تجعل العمليات النقطيةفضاء متجهي. الدالة التي تُسقطإلى 1 والعناصر الأخرى منيُرمز إلى الصفر بـ .
المجموعة، ويُطلق عليه اسم حاصل الضرب الموتري للأساساتو، هو أساس مباشر لـ .
وبصورة مكافئة، يمكننا تعريفأن تكون مجموعة الأشكال الثنائية الخطية علىالتي لا تساوي الصفر إلا عند عدد محدود من عناصر . لرؤية ذلك، بالنظر إلى وشكل ثنائي الخطية، يمكننا تحليلوفي القواعدومثل: حيث عدد محدود فقط من'رملتكون قيم 's غير صفرية، ويتم إيجادها من خلال خاصية الخطية الثنائية لـالذي - التي:
ومن ثم نرى أن قيمةلأييتحدد بشكل فريد وكامل بالقيم التي يتخذهاوهذا يسمح لنا بتوسيع الخرائطمحدد فيكما في السابق إلى الخرائط الثنائية الخطية، عن طريق السماح بما يلي:
عندها يمكننا التعبير عن أي شكل ثنائي الخطيةباعتبارها توليفة خطية رسمية (قد تكون لانهائية) منالخرائط وفقًا لما يلي: مما يجعل هذه الخرائط مشابهة لقاعدة شاودر للفضاء المتجهيمن جميع الأشكال الثنائية الخطية علىبدلاً من ذلك، لكي يصبح أساسًا مناسبًا لهامل ، ما تبقى سوى إضافة الشرط التالي:لا يساوي الصفر عند عدد محدود فقط من عناصر ، وفكر في الفضاء الجزئي لمثل هذه الخرائط بدلاً من ذلك.
في كلا البناءين، يُعرَّف حاصل الضرب الموتري لمتجهين من خلال تحليلهما على الأساسات. وبشكل أدق، بأخذ تحليلات الأساس لـوكما كان من قبل:
من الواضح تمامًا أن هذا التعريف مستمد من معاملاتفي التوسع بواسطة الخطية الثنائية لـباستخدام القواعدوكما هو موضح أعلاه. ومن ثم، يصبح من السهل التحقق من أنه وفقًا لهذا التعريف، فإن الخريطةهي خريطة ثنائية الخطية منلتحقيق الخاصية العامة التي تحققها أي بنية لضرب الموتر (انظر أدناه).
إذا تم ترتيبها في مصفوفة مستطيلة، فإن متجه الإحداثيات لـهو حاصل الضرب الخارجي لمتجهات الإحداثيات لـ ولذلك ، فإن الضرب الموتري هو تعميم للضرب الخارجي، أي تجريد له يتجاوز متجهات الإحداثيات.
من عيوب هذا التعريف للجداء الموتري أنه عند تغيير الأساس، يُعرَّف جداء موتري مختلف. مع ذلك، فإن تحليل عناصر الأساس الآخر على أساس معين يُحدد تماثلًا قانونيًا بين حاصلي الضرب الموتري للفضاءات المتجهة، مما يسمح بتحديدهما. كذلك، وخلافًا للتعريفين البديلين التاليين، لا يمكن تعميم هذا التعريف ليشمل تعريفًا للجداء الموتري للوحدات النمطية على حلقة .
كمساحة خارج القسمة
يمكن الحصول على بناء لضرب الموتر مستقل عن الأساس بالطريقة التالية.
ليكن V و W فضاءين متجهين على حقل F.
يُنظر أولاً في فضاء متجهي L يحتوي على الضرب الديكارتيكأساس . أي أن عناصر الأساس لـ L هي الأزواجمعوللحصول على مثل هذا الفضاء المتجهي، يمكن تعريفه على أنه الفضاء المتجهي للدوالالتي لها عدد محدود من القيم غير الصفرية وتحديدهاباستخدام الدالة التي تأخذ القيمة 1وصفر فيما عدا ذلك .
ليكن R الفضاء الجزئي الخطي من L الذي تولده العلاقات التي يجب أن يحققها حاصل الضرب الموتري. وبشكل أدق، فإن R تولده عناصر أحد الأشكال التالية:
أين،و .
ثم، يُعرَّف حاصل الضرب الموتري على أنه فضاء القسمة :
وصورةيُرمز إلى هذا الناتج بـ .
من السهل إثبات أن نتيجة هذا البناء تحقق الخاصية العامة المذكورة أدناه. (يمكن استخدام بناء مشابه جدًا لتعريف حاصل الضرب الموتري للوحدات ).
الملكية العالمية

في هذا القسم، نُعرّف الخاصية العامة التي يُحققها حاصل الضرب الموتري. وكما هو الحال مع أي خاصية عامة، فإن أي كائنين يُحققان هذه الخاصية يرتبطان بتشاكل وحيد . وعليه، فإن هذه طريقة (غير بنائية) لتعريف حاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهيين. وفي هذا السياق، يمكن اعتبار عمليات بناء حاصل الضرب الموتري السابقة بمثابة براهين على وجود حاصل الضرب الموتري المُعرّف بهذه الطريقة.
ومن نتائج هذا النهج أنه يمكن استنتاج كل خاصية من خصائص حاصل الضرب الموتري من الخاصية العامة، وأنه من الناحية العملية، قد ينسى المرء الطريقة التي تم استخدامها لإثبات وجودها.
إن "التعريف الشامل" لحاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهين هو التالي (تذكر أن التطبيق الثنائي الخطي هو دالة خطية بشكل منفصل في كل وسيط من وسائطها):
- حاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهيين V و W هو فضاء متجهي يُرمز له بـ، بالإضافة إلى خريطة ثنائية الخطيةمنإلىبحيث يكون لكل خريطة ثنائية الخطية، هناك خريطة خطية فريدة، بحيث(إنه،لكلو) .
منفصل خطيًا
كما هو الحال مع الخاصية العامة المذكورة أعلاه، يمكن أيضاً استخدام التوصيف التالي لتحديد ما إذا كان فضاء متجه معين وخريطته الثنائية الخطية يشكلان حاصل ضرب موتر أم لا. [ 2 ]
نظرية — ليكن، ولتكن فضاءات متجهة معقدة ولتكنلتكن دالة ثنائية الخطية.هو حاصل ضرب موتر لـوإذا وفقط إذا [ 2 ] صورةيشمل كل(أي، ) ، وكذلكونكونمنفصلة خطيًا ، وهو ما يعني بحكم التعريف أنه لجميع الأعداد الصحيحة الموجبةوجميع العناصروبحيث،
- إذا كان كل شيءإذا كانت مستقلة خطيًا، فإن جميعهاهي، و
- إذا كان كل شيءإذا كانت مستقلة خطيًا، فإن جميعهاهي .
وبعبارة أخرى،ونكونتكون المتتابعات منفصلة خطيًا إذا وفقط إذا كان ذلك صحيحًا لجميع المتتابعات المستقلة خطيًافيوجميع المتتابعات المستقلة خطيًافيالمتجهاتمستقلة خطيًا.
فعلى سبيل المثال، يترتب على ذلك مباشرة أنه إذاو، حيثوإذا كانت أعدادًا صحيحة موجبة، فيمكن للمرء أن يضعونعرّف الخريطة الثنائية الخطية على النحو التالي: لتكوين حاصل الضرب الموتري لـو[ 3 ] غالبًا ما تكونهذه الخريطةيُرمز إليه بـلهذا السبب.
كمثال آخر، لنفترض أنهو الفضاء المتجهي لجميع الدوال ذات القيم المركبة على مجموعةمع تعريف الجمع والضرب القياسي بشكل نقطي (بمعنى أنهذه هي الخريطةوهل الخريطة) . ليكنوأي مجموعات ولأيو، دعلنرمز إلى الدالة المعرفة بواسطةإذاوإذا كانت فضاءات جزئية متجهة، فإن الفضاء الجزئي المتجهيلبالإضافة إلى الخريطة الثنائية الخطية: يشكل حاصل ضرب موتر لـو[ 3 ]
ملكيات
الأبعاد
إذا كان V و W فضاءين متجهيين ذوي بُعد محدود ، فإنهو ذو أبعاد محدودة ، وبُعده هو حاصل ضرب أبعاد V و W.
وينتج هذا عن حقيقة أن أساسيتم تكوينها عن طريق أخذ جميع نواتج الضرب الموتري لعنصر أساسي من V وعنصر أساسي من W.
الترابط
يكون حاصل الضرب الموتري تجميعيًا بمعنى أنه، بالنظر إلى ثلاثة فضاءات متجهة ، هناك تماثل قانوني:
تلك الخرائطإلى .
يسمح هذا بحذف الأقواس في حاصل الضرب الموتري لأكثر من فضاءين متجهين أو متجهين.
التبديلية كعملية في الفضاء المتجهي
حاصل الضرب الموتري لفضاءين متجهيينوهي تبادلية بمعنى أن هناك تماثلًا قانونيًا:
تلك الخرائطإلى .
من ناحية أخرى، حتى عندما , حاصل الضرب الموتري للمتجهات ليس تبادليًا؛ أي ، بشكل عام.
الخريطةمنيؤدي إلى نفسه إلى تحويل خطي ذاتي يسمىخريطة التضفير . وبشكل أعم، وكما هو معتاد (انظرجبر الموترات)، ليكنلنرمز إلى حاصل الضرب الموتري لـ n نسخة من الفضاء المتجهي V. لكل تبديل s لأول n عدد صحيح موجب، تكون الخريطة:
يُحدث تشاكلاً خطياً ذاتياً لـ، وهو ما يُسمى خريطة التضفير. وهذا يُحدد تأثيرًا يمينيًا للمجموعة المتناظرةعلى.
حاصل الضرب الموتري للخرائط الخطية
بالنظر إلى خريطة خطية، وفضاء متجه W ، والضرب الموتري:
هي الخريطة الخطية الفريدة التي تحقق ما يلي:
حاصل الضرب الموتريويتم تعريفها بشكل مماثل.
بفرض وجود خريطتين خطيتينو، حاصل ضربهما الموتري:
هي الخريطة الخطية الفريدة التي تحقق ما يلي:
يمتلك المرء:
من منظور نظرية الفئات ، هذا يعني أن حاصل الضرب الموتري هو دالة ثنائية من فئة الفضاءات المتجهة إلى نفسها. [ 4 ]
إذا كانت الدالتان f و g حقنيتين أو شاملتين ، فإن الأمر نفسه ينطبق على جميع التحويلات الخطية المذكورة أعلاه. وبالتحديد، فإن حاصل الضرب الموتري مع فضاء متجهي هو دالة تامة ؛ وهذا يعني أن كل متتالية تامة تُحوَّل إلى متتالية تامة أخرى ( لا تُحوِّل حاصلات الضرب الموترية للوحدات التحويلات الحقنية إلى تحويلات حقنية، ولكنها دوال تامة من اليمين ).
باختيار قواعد جميع الفضاءات المتجهة المعنية، يمكن تمثيل التحويلات الخطية f و g بواسطة مصفوفات . ثم، اعتمادًا على كيفية عمل الموتريتم تحويلها إلى متجه، المصفوفة التي تصف حاصل الضرب الموتريهو حاصل ضرب كرونكر للمصفوفتين. على سبيل المثال، إذا كانت V و X و W و U المذكورة أعلاه ثنائية الأبعاد، وتم تحديد أساساتها جميعًا، وكانت f و g معطاة بواسطة المصفوفات: وبالتالي، فإن حاصل الضرب الموتري لهاتين المصفوفتين هو:
الرتبة الناتجة لا تتجاوز 4، وبالتالي فإن البعد الناتج هو 4. تشير الرتبة هنا إلى رتبة الموتر، أي عدد المؤشرات المطلوبة (بينما تشير رتبة المصفوفة إلى عدد درجات الحرية في المصفوفة الناتجة) . .
الضرب الثنائي هو الحالة الخاصة للضرب الموتري بين متجهين من نفس البعد.
الموترات العامة
بالنسبة للأعداد الصحيحة غير السالبة r و s ، نوعالموتر على الفضاء المتجهي V هو عنصر من: هناهو الفضاء المتجهي المزدوج (الذي يتكون من جميع الخرائط الخطية f من V إلى الحقل الأرضي K ).
توجد خريطة منتج تسمى (منتج الموترات) : [ 5 ]
يتم تعريفها من خلال تجميع جميع "العوامل" V التي تحدث معًا: كتابةلعنصر من V ولعنصر من عناصر الفضاء المزدوج:
إذا كانت V ذات أبعاد محدودة، فإن اختيار أساس لـ V والأساس الثنائي المقابل لـيؤدي بشكل طبيعي إلى أساس من(يُشرح هذا الأساس في مقالة جداءات كرونكر ). باستخدام هذه الأسس، يمكن حساب مكونات جداء (موتر) لموترين (أو أكثر) . على سبيل المثال، إذا كان F و G موترين متغايرين من الرتبتين m و n على التوالي (أيو) ، ثم يتم إعطاء مكونات حاصل ضربهما الموتري بواسطة: [ 6 ]
وبالتالي، فإن مركبات حاصل الضرب الموتري لموترين هي حاصل الضرب العادي لمركبات كل موتر. مثال آخر: ليكن U موترًا من النوع (1، 1) بمركبات وليكن Vموترًا من النوعمع المكوناتثم : و:
تشكل الموترات المزودة بعملية الضرب الخاصة بها جبرًا يسمى جبر الموترات ، والذي يتم تصنيفه حسب رتبة الموتر.
خريطة التقييم وانكماش الموتر
بالنسبة للموترات من النوع (1، 1) توجد خريطة تقييم أساسية: يُعرَّف من خلال تأثيره على الموترات النقية:
وبشكل أعم، بالنسبة للموترات من النوع ، مع r و s > 0 ، هناك دالة تسمى انكماش الموتر : (نسخ منويجب تحديد المنطقة التي سيتم تطبيق هذه الخريطة عليها.
من ناحية أخرى، إذاإذا كانت ذات أبعاد محدودة ، فهناك خريطة أساسية في الاتجاه الآخر (تسمى خريطة التقييم المشترك ): أينأي أساس لـ، ووهي أساسها الثنائي . لا تعتمد هذه الخريطة على اختيار الأساس. [ 7 ]
يمكن استخدام التفاعل بين التقييم والتقييم المشترك لتوصيف فضاءات المتجهات ذات الأبعاد المحدودة دون الرجوع إلى القواعد. [ 8 ]
التمثيل المرافق
حاصل الضرب الموترييمكن اعتبارها بشكل طبيعي وحدة نمطية لجبر ليعن طريق الفعل القطري: ولتبسيط الأمر، دعونا نفترضإذن ، لكل، أينهي منقولة u ، أي بدلالة الاقتران الواضح على،
يوجد تماثل قانونيمقدم من:
في ظل هذا التشاكل، كل u فييمكن النظر إليها في البداية على أنها شكل داخلي لـثم يُنظر إليه على أنه تشاكل داخلي لـفي الواقع ، هو التمثيل المرافق ad( u ) لـ .
الخرائط الخطية كموترات
بفرض وجود فضاءين متجهيين محدودَي الأبعاد U و V على نفس الحقل K ، نرمز إلى الفضاء الثنائي لـ U بـ U* ، وإلى فضاء المتجهات K لجميع التطبيقات الخطية من U إلى V بـ Hom( U , V ) . يوجد تماثل بينهما. مُعرَّف بفعل الموتر الخالصعلى عنصر من ،
يمكن تعريف "معكوسه" باستخدام أساسوأساسها المزدوجكما هو موضح في القسم " خريطة التقييم وانكماش الموتر " أعلاه:
هذه النتيجة تعني ما يلي: مما يعطي تلقائياً حقيقة مهمة مفادها أنيشكل أساسًا لـأينهي أساسات U و V.
علاوة على ذلك، بالنظر إلى ثلاثة فضاءات متجهة U و V و W ، فإن حاصل الضرب الموتري مرتبط بالفضاء المتجه لجميع التطبيقات الخطية، كما يلي: هذا مثال على الدوال المرافقة : حاصل الضرب الموتري هو "مرافق يساري" لـ Hom.
حاصل ضرب الموترات للوحدات على حلقة
يُعرَّف حاصل الضرب الموتري لوحدتين A و B على حلقة تبديلية R بنفس الطريقة التي يُعرَّف بها حاصل الضرب الموتري للفضاءات المتجهة على حقل: أين الآن؟هو R -module الحر الناتج عن الضرب الديكارتي و G هو R -module الناتج عن هذه العلاقات .
بشكلٍ أعم، يمكن تعريف حاصل الضرب الموتري حتى لو كانت الحلقة غير تبديلية . في هذه الحالة، يجب أن تكون A وحدة نمطية يمينية R و B وحدة نمطية يسارية R ، وبدلاً من العلاقتين الأخيرتين أعلاه، تكون العلاقة: يتم فرضه. إذا كانت R غير تبادلية، فلن تكون هذه وحدة نمطية R ، بل مجرد مجموعة أبيلية .
تنتقل الخاصية العامة أيضًا، مع تعديل طفيف: الخريطةمحدد بواسطةهي دالة خطية وسطى (يشار إليها باسم "الدالة الخطية الوسطى المتعارف عليها" [ 9 ] )؛ أي أنها تحقق ما يلي: [ 10 ]
الخاصيتان الأوليان تجعلان φ تطبيقًا ثنائي الخطية للمجموعة الأبيلية . لأي خريطة خطية وسطىمن، تماثل زمرة فريد f منيرضيوهذه الخاصية تحددالتماثل داخل المجموعة . انظر المقال الرئيسي لمزيد من التفاصيل.
حاصل الضرب الموتري للوحدات على حلقة غير تبادلية
ليكن A وحدة نمطية يمينية على R و B وحدة نمطية يسارية على R. عندئذٍ يكون حاصل الضرب الموتري لـ A و B زمرة تبديلية معرفة كما يلي: أينهي مجموعة أبيلية حرةو G هي المجموعة الفرعية منتم توليدها بواسطة العلاقات:
يمكن صياغة الخاصية الشاملة على النحو التالي. ليكن G زمرة تبديلية مع تطبيقأي ثنائي الخطية، بمعنى أن:
ثم هناك خريطة فريدةبحيثللجميعو .
علاوة على ذلك، يمكننا أن نقدمبنية الوحدة النمطية في ظل بعض الشروط الإضافية:
- إذا كانت A وحدة ثنائية ( S , R )، فإنهو وحدة S يسارية ، حيث .
- إذا كانت B وحدة ثنائية ( R ، S )، فإنهو وحدة نمطية يمينية S ، حيث .
- إذا كانت A وحدة ثنائية ( S , R ) و B وحدة ثنائية ( R , T )، فإنهو عبارة عن ( S ، T )-وحدة ثنائية، حيث يتم تعريف الإجراءات اليسرى واليمنى بنفس طريقة المثالين السابقين.
- إذا كانت R حلقة تبديلية، فإن A و B عبارة عن وحدات ثنائية ( R , R ) حيثوبناءً على النقطة 3)، يمكننا أن نستنتجهو وحدة ثنائية ( R ، R ).
حساب حاصل الضرب الموتري
بالنسبة للفضاءات المتجهة، فإن حاصل الضرب الموترييتم حسابها بسرعة لأن أساسات V من W تحدد على الفور أساسًا لـكما ذُكر سابقًا، بالنسبة للوحدات النمطية على حلقة عامة (تبديلية)، ليست كل وحدة نمطية حرة. على سبيل المثال، Z / n Z ليست زمرة تبديلية حرة ( وحدة نمطية Z ). يُعطى حاصل الضرب الموتري مع Z / n Z بالصيغة التالية:
وبشكل أعم، بالنظر إلى عرض لبعض الوحدات النمطية R ، أي عدد من المولداتبالإضافة إلى العلاقات: يمكن حساب حاصل الضرب الموتري على النحو التالي :
هناوالخريطةيتم تحديد ذلك عن طريق إرسال بعضفي النسخة رقم j منل(في ) . ويمكن إعادة صياغة ذلك بشكل عامي بالقول إن عرض M يؤدي إلى عرض يُشار إلى ذلك بالقول إن حاصل الضرب الموتري هو دالة تامة من اليمين . وهو ليس تامًا من اليسار بشكل عام، أي أنه بالنظر إلى تطبيق أحادي على وحدات R، الضرب الموتري: لا تكون عادةً أحادية. على سبيل المثال، ضرب الدالة (الأحادية) المعطاة بالضرب في n ، أي n : Z → Z ، في Z / n Z، ينتج عنه الدالة الصفرية 0 : Z / n Z → Z / n Z ، وهي ليست أحادية. تقيس دوال تور العليا عيب عدم بقاء حاصل الضرب الموتري دقيقًا. يتم تجميع جميع دوال تور العليا في حاصل الضرب الموتري المشتق .
حاصل الضرب الموتري للجبر
ليكن R حلقة تبديلية. ينطبق الضرب الموتري لوحدات R ، على وجه الخصوص، إذا كانت A و B جبرين على R. في هذه الحالة، يكون الضرب الموتريهي جبر R بحد ذاتها عن طريق وضع: على سبيل المثال:
ومن الأمثلة المحددة على ذلك عندما يكون A و B حقلين يحتويان على حقل فرعي مشترك R. يرتبط حاصل الضرب الموتري للحقول ارتباطًا وثيقًا بنظرية غالوا : إذا كان، على سبيل المثال، A = R [ x ] / f ( x ) ، حيث f هي متعددة حدود غير قابلة للاختزال بمعاملات في R ، فيمكن حساب حاصل الضرب الموتري على النحو التالي: حيث تُفسَّر f الآن على أنها نفس متعددة الحدود، ولكن مع اعتبار معاملاتها عناصر من B. في الحقل الأكبر B ، قد تصبح متعددة الحدود قابلة للاختزال، مما يُدخل نظرية غالوا. على سبيل المثال، إذا كان A = B امتداد غالوا لـ R ، فإن: متماثل (كجبر A ) مع .
التكوينات الذاتية للموترات
المصفوفات المربعةمع إدخالات في حقلتمثل الخرائط الخطية للفضاءات المتجهة ، على سبيل المثالوبالتالي الخرائط الخطية :\mathbb {P} ^{n-1}\to \mathbb {P} ^{n-1}} من الفضاءات الإسقاطية على إذاإذا كانت غير منفردةمحدد جيدًا في كل مكان، والمتجهات الذاتية لـتتوافق مع النقاط الثابتة لـالتكوين الذاتي لـيتكون منالنقاط في، شريطةهو عام وهي مجموعة مغلقة جبريًا . النقاط الثابتة للتطبيقات غير الخطية هي المتجهات الذاتية للموترات. ليكنكنموتر ذو أبعاد من نوعمع إدخالاتيقع في حقل مغلق جبريًاذو خاصية صفرية. مثل هذا الموتريُعرّف الخرائط متعددة الحدودومع الإحداثيات:
وهكذا كل واحد منإحداثياتهي متعددة حدود متجانسةدرجة علميةفيالمتجهات الذاتية لـهي حلول القيد: ويتم تحديد التكوين الذاتي من خلال تنوع[ 11 ]
أمثلة أخرى على جداءات الموترات
منتجات الموترات الطوبولوجية
تُعمم فضاءات هيلبرت فضاءات المتجهات ذات الأبعاد المحدودة إلى أبعاد عشوائية. توجد عملية مماثلة ، تُسمى أيضًا "الضرب الموتري"، تجعل فضاءات هيلبرت فئة أحادية متناظرة . وهي تُبنى أساسًا على أنها إكمال فضاء القياس للضرب الموتري الجبري المذكور أعلاه. مع ذلك، فهي لا تُحقق النظير الواضح للخاصية الشاملة التي تُعرّف الضرب الموتري؛ [ 12 ] إذ يجب حصر التشكلات الخاصة بتلك الخاصية في مؤثرات هيلبرت-شميدت . [ 13 ]
في الحالات التي يكون فيها فرض الضرب الداخلي غير مناسب، يمكن محاولة إكمال الضرب الموتر الجبري كضرب موتر طوبولوجي . ومع ذلك، فإن هذا البناء لم يعد محددًا بشكل فريد: ففي كثير من الحالات، توجد طوبولوجيات طبيعية متعددة على الضرب الموتر الجبري.
حاصل الضرب الموتري للفضاءات المتجهة المتدرجة
يمكن تحليل بعض الفضاءات المتجهة إلى مجاميع مباشرة من الفضاءات الجزئية. في مثل هذه الحالات، يمكن تحليل حاصل الضرب الموتري لفضاءين إلى مجاميع من حاصل ضرب الفضاءات الجزئية (قياساً على طريقة توزيع الضرب على الجمع).
حاصل ضرب الموتر للتمثيلات
تُسمى الفضاءات المتجهة المزودة ببنية ضربية إضافية بالجبر . ويتم وصف حاصل الضرب الموتري لهذه الجبر بواسطة قاعدة ليتلوود-ريتشاردسون .
حاصل الضرب الموتري للحقول الجبرية
إذا كان لدينا حقلان يمثلان امتدادًا جبريًا لحقل أساسي مشترك، فإن حاصل ضربهما الموتري على الحقل الأساسي يكون جبريًا أيضًا على الحقل الأساسي. تحديدًا، هو الامتداد الجبري الناتج عن حاصل ضرب مولدات الحقلين الأصليين. على سبيل المثال، حاصل الضرب الموتري على الأعداد النسبية لـويتم إنشاؤه بواسطة،،، وويمكن الإشارة إليه.
حاصل الضرب الموتري للصيغ التربيعية
حاصل الضرب الموتري للأشكال متعددة الخطية
بفرض شكلين متعددي الخطيةوفي فضاء متجهيفي الملعبحاصل ضربهما الموتري هو الشكل متعدد الخطية: [ 14 ]
هذه حالة خاصة من ضرب الموترات إذا نُظر إليها كدوال متعددة الخطية (انظر أيضًا الموترات كدوال متعددة الخطية ). وبالتالي، يمكن حساب مكونات ضرب الموترات للدوال متعددة الخطية باستخدام ضرب كرونكر .
حاصل الضرب الموتري لحزم من الوحدات
حاصل الضرب الموتري لحزم الخطوط
حاصل الضرب الموتري للحقول
حاصل الضرب الموتري للرسوم البيانية
تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من تسميته "الضرب الموتري"، إلا أنه ليس ضربًا موتريًا للرسوم البيانية بالمعنى المذكور أعلاه؛ بل هو في الواقع الضرب في نظرية الفئات ضمن فئة الرسوم البيانية وتشاكلات الرسوم البيانية . ومع ذلك، فهو في الحقيقة الضرب الموتري لكرونكر لمصفوفات التجاور للرسوم البيانية. قارن أيضًا قسم " الضرب الموتري للتطبيقات الخطية" أعلاه.
الفئات المونيدية
يُعدّ الإطار الأكثر عموميةً لضرب الموترات هو الفئة المونيدية . فهو يُجسّد الجوهر الجبري لعملية الموترات، دون الإشارة تحديدًا إلى ما يتم ضربه. وبالتالي، يُمكن التعبير عن جميع ضربات الموترات كتطبيق للفئة المونيدية على إطار مُحدد، يعمل على كائنات مُحددة.
جبر القسمة
يمكن بناء عدد من الفضاءات الفرعية المهمة لجبر الموترات كحاصل قسمة : وتشمل هذه الجبر الخارجي ، والجبر المتناظر ، وجبر كليفورد ، وجبر ويل ، والجبر الشامل بشكل عام.
يُبنى الجبر الخارجي من الضرب الخارجي . بالنظر إلى فضاء متجهي V ، فإن الضرب الخارجييُعرَّف على النحو التالي:
عندما لا يمتلك الحقل الأساسي لـ V الخاصية 2، فإن هذا التعريف يكون مكافئًا لما يلي:
صورةيُشار عادةً إلى المنتج الخارجي بـويلبي، بحكم التعريف ،. من الممكن إنشاء تركيبات مماثلة لـ( عدد العوامل n )، مما يؤدي إلى ، القوة الخارجية رقم n لـV.هذا المفهوم الأخير هو أساس الأشكال التفاضلية من الرتبة n .
يتم بناء الجبر المتناظر بطريقة مماثلة، من الضرب المتناظر :
وبشكل عام:
أي أنه في الجبر المتناظر، يمكن تبديل متجهين متجاورين (وبالتالي جميع المتجهات). وتسمى الكائنات الناتجة بالموترات المتناظرة .
ضرب الموترات في البرمجة
لغات برمجة المصفوفات
قد تتضمن لغات برمجة المصفوفات هذا النمط بشكل مدمج. على سبيل المثال، في لغة APL ، يُعبّر عن حاصل الضرب الموتري بالصيغة ○.×(على سبيل المثال A ○.× B، أو A ○.× B ○.× C). في لغة J، يكون حاصل الضرب الموتري هو الصيغة الثنائية لـ */(على سبيل المثال a */ b، أو a */ b */ c).
يُتيح أسلوب J أيضًا تمثيل بعض حقول الموترات، حيث يمكن أن تكون aو bدوالًا بدلًا من ثوابت. ويُعدّ حاصل ضرب دالتين دالة مشتقة، وإذا كانت aو bقابلتين للتفاضل ، فإن a */ bقابلة للتفاضل أيضًا.
مع ذلك، لا توجد هذه الأنواع من الترميز بشكل عام في لغات المصفوفات. قد تتطلب لغات المصفوفات الأخرى معالجة صريحة للمؤشرات (على سبيل المثال، MATLAB )، و/أو قد لا تدعم الدوال ذات الرتبة العليا مثل مشتقة جاكوبي (على سبيل المثال، Fortran /APL).
انظر أيضاً
- الثنائيات – موتر من الدرجة الثانية في الجبر المتجهي
- توسيع نطاق العمليات العددية - العمليات في الجبر. صفحات تعرض وصفًا موجزًا لأهداف إعادة التوجيه.
- الفئة المونيدية – الفئة التي تقبل جداءات الموترات
- جبر الموترات – بناء شامل في الجبر متعدد الخطوط
- انكماش الموتر – عملية في الرياضيات
- الضرب الموتري الطوبولوجي – إنشاءات الضرب الموتري للفضاءات المتجهة الطوبولوجية
ملحوظات
- ↑ مقدمة عن الضرب الموتري
- 1 2 تريفيس 2006 ، ص 403-404.
- 1 2 Trèves 2006 ، ص. 407.
- ^ هازوينكل، ميشيل ؛ جوباريني، ناديجدا ميخائيلوفنا؛ جوباريني، نادية؛ كيريشينكو، فلاديمير ف. (2004). الجبر والخواتم والوحدات . سبرينغر. ص. 100. ردمك 978-1-4020-2690-4.
- ↑ بورباكي (1989) ، ص 244 يحدد استخدام "الضرب الموتري لـ x و y "، عناصر الوحدات النمطية المعنية.
- تنطبق صيغ مماثلة أيضًا على الموترات المتغايرة ، وكذلك الموترات ذات التباين المختلط. مع ذلك، في كثير من الحالات، كما هو الحال عند تعريف جداء داخلي ، يكون التمييز غير ذي صلة.
- ↑ "التقييم المشترك في الفضاءات المتجهة" . عالم الرياضيات الصريح . ١٣ نوفمبر ٢٠٠٨. مؤرشف من الأصل في ٢ فبراير ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٢٦ يناير ٢٠١٧ .
- ↑ انظر الكائن القابل للثنائية .
- ↑ هانغرفورد، توماس و. (1974). الجبر . سبرينغر. ISBN 0-387-90518-9.
- ↑ تشين، جونغكاي ألفريد (ربيع 2004)، "الضرب الموتري" (ملف PDF) ، الجبر المتقدم 2 (ملاحظات المحاضرات)، جامعة تايوان الوطنية، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2016-03-04
{{citation}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط ) - ↑ أبو، ه.؛ سيجال، أ . ستورمفيلز، ب. (2015). “التكوينات الذاتية للموترات”. أرخايف : 1505.05729 [ math.AG ].
- ↑ غاريت، بول (22 يوليو 2010). "عدم وجود جداءات موترية لفضاءات هيلبرت" (PDF) .
- ↑ كاديسون، ريتشارد ف.؛ رينغروس، جون ر. (1997). أساسيات نظرية جبر المؤثرات . دراسات عليا في الرياضيات . المجلد الأول. بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية . نظرية 2.6.4. ISBN 978-0-8218-0819-1MR 1468229 .
- ↑ تو، إل دبليو (2010). مقدمة في المتشعبات . سلسلة يونيفرسيتكست. سبرينغر. ص 25. ISBN 978-1-4419-7399-3.
مراجع
- بورباكي، نيكولاس (1989). عناصر الرياضيات، الجبر 1. سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 3-540-64243-9.
- جوورز، تيموثي . "كيف تتخلص من خوفك من جداءات الموترات" . مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2021.
- غريليه، بيير أ. (2007). الجبر المجرد . سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا، ذ.م.م. رقم ISBN 978-0387715674.
- هالموس ، بول (1974). الفضاءات المتجهة ذات الأبعاد المحدودة . سبرينغر. رقم ISBN 0-387-90093-4.
- هانغرفورد، توماس و. (2003). الجبر . سبرينغر. ISBN 0387905189.
- لانغ، سيرج (2002)، الجبر ، نصوص الدراسات العليا في الرياضيات ، المجلد 211 (الطبعة الثالثة المنقحة )، نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ، ISBN 978-0-387-95385-4، MR 1878556 ، Zbl 0984.00001
- ماك لين، إس.؛ بيركوف ، جي. (1999). الجبر . جمعية الرياضيات الأمريكية، تشيلسي. ISBN 0-8218-1646-2.
- أغيار، م.؛ ماهاجان، س. (2010). الدوال المونيدية، والأنواع، وجبر هوبف . سلسلة دراسات مركز البحوث الطبية، المجلد 29. ISBN 978-0-8218-4776-3.
- تريف، فرانسوا (2006) [1967]. فضاءات المتجهات الطوبولوجية والتوزيعات والنوى . مينيولا، نيويورك: منشورات دوفر. رقم ISBN 978-0-486-45352-1. OCLC 853623322 .
- "قائمة المراجع حول الضرب الموتري غير التبادلي للمجموعات" .
- العمليات على المتجهات
- العمليات على الهياكل
- الخرائط الثنائية الخطية
- الدوال
