• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.迹形式的性质
  • 5.参考资料

迹形式

迹形式(trace form)是空间上定义的重要的型。设V是体K上n维线性空间,f是V上关于K的对合J的厄米特型或反厄米特型,ε=±1使f(x,y)=εf(y,x)J(∀x,y∈V)成立,若对每个x∈V都可找到a∈K使f(x,x)=a+εaJ,则称f是迹形式。当K的特征≠2时,所有的厄米特型和反厄米特型都是迹形式,若K交换,则仅当K的特征=2,J=1且f不是交错型时,f才不是迹形式1

基本信息

  • 中文名

    迹形式

  • 外文名

    trace form

  • 别称

    不变对称双线性形式

  • 性质

    线性空间中的双线性函数的推广

  • 所属学科

    数学

定义

迹形式亦称不变对称双线性形式,是线性空间中的双线性函数的推广。设A是域F上一个非结合代数,image是A上(作为线性空间)的一个双线性形式,若还有image,则称这个双线性形式是迹形式。在非结合代数A上给定一个迹形式后,对A的每个理想B,得A的理想{image对所有image},它和B一起反映了A的有正交性质的结构。

迹形式的性质

imageimage上的厄米特形式,我们说image是一个迹形式,如果对于一切image都是image中的“迹”,这就是说都可以表成形状image,由于image是对称元素,所以当K的特征数≠2时,这个条件一定成立,因为这时只要取image即可。 当K的特征数为2而中心Z中对称元素所组成的子域image与Z相异时(这时对合image称为第二类对合,例如当K是域而image异于单位自同构时就是这种情形),这个条件也成立。实际上,这时存在一个image使得image,于是image;如果image是K中任意一个对称元素,因为image,我们有image,因此image。反之,当K是(特征数为2的)域而image是单位自同构时,除了0以外任何对称元素都不是“迹”;因此迹形式就是交错形式。我们可以举出一个对于中心的秩为4的体来,其中有不是迹的对称元素存在2

以下我们永远假定所研究的自反形式image是非退化的迹形式,对于这样一个形式(假定它是厄米特形式),首先有下面的引理:对于E中任何一个迷向向量image和包有image的任何一个非迷向平面P,P中都存在另外一个迷向向量b,使得image。实际上,只要选P中一个向量c使得,image并求得image使得image即可;我们求得方程image,因为image,所以只要取image即得image;再将b乘以image就得到问题的答案。

从这个结果可以推出下面两个结果:

1)对于E的任何一个全迷向子空间,都存在另一个与V有相同维数的全迷向子空间W,使得image而且V中非零向量都不与W正交。 此外,对于任何一对适合这个条件的同一维数P的全迷向子空间,都存在V的一组基image和W的一组基image,使得image

只要对于V的维数用归纳法并应用上述引理,即可证明这个结果。我们注意,如果p是image的指数v,那么对于维数v的两个全迷向子空间V和W,image就推出V中非零向量都不与W正交。

2)当image时。存在E的一组由迷向向量所组成的基。实际上,先在E中取一个迷向向量a,再在E中取一个迷向向量b使得image,那么由a和b所确定的平面P是非迷向的;设imageimage的一组基,我们立刻看到image,于是在由b和image所确定的平面中就存在一个迷向向量image使得image。因而a,b和image就组成所要求的一组基2

E的两个同一维数的子空间V和W,一般说来不能用一个酉变换将其中之一变到另外一个;这样变换存在的条件由下面的基本定理所给出,这个定理是维特(E.Witt)证明的。

定理存在一个酉变换image使得image的充分必要条件是imageimageimage上的限制是等价的。

(更多内容请查阅相关资料)2

参考资料

  • 1
    《数学辞海》编辑委员会数学辞海·第二卷中国科学技术出版社2002
  • 2
    J.狄多湼著,万哲先译典型群的几何学科学出版社1960年07月第1版