2025年9月14日日曜日

1290: ベクトルたちスペース(空間)はベーシス(基底)を持つ

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ベクトルたちスペース(空間)はベーシス(基底)を持つことの記述/証明

話題


About: ベクトルたちスペース(空間)

この記事の目次


開始コンテキスト



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、任意のベクトルたちスペース(空間)はベーシス(基底)を持つという命題の記述および証明を得る。

オリエンテーション


本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
\(F\): \(\in \{\text{ 全てのフィールド(体)たち }\}\)
\(V\): \(\in \{\text{ 全ての } F \text{ ベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
//

ステートメント(言明)たち:
\(\exists B \in \{V \text{ に対する全てのベーシス(基底)たち }\}\)
//

\(V\)はファイナイト(有限)-ディメンショナル(次元)である必要はない。


2: 証明


全体戦略: ステップ1: 任意のベクトルたちスペース(空間)、当該スペース(空間)の任意のジェネレイター(作成元たち)、当該ジェネレイター(作成元たち)内に包含された任意のリニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)に対して、当該ジェネレイター(作成元たち)は、当該リニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)保持したまま縮小してあるベーシス(基底)にできるという命題を適用する。

ステップ1:

任意のベクトルたちスペース(空間)、当該スペース(空間)の任意のジェネレイター(作成元たち)、当該ジェネレイター(作成元たち)内に包含された任意のリニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)に対して、当該ジェネレイター(作成元たち)は、当該リニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)保持したまま縮小してあるベーシス(基底)にできるという命題を適用しよう。

\(S' := V\)は\(V\)のジェネレイター(作成元たち)である。

\(V = \{0\}\)である時は、\(\emptyset\)がベーシス(基底)である。

\(V \neq \{0\}\)であると仮定しよう、これ以降。

\(v \neq 0\)である任意の\(v \in V\)を取ろう。

\(S := \{v\}\)は、\(V\)のリニアにインディペンデント(線形独立)なサブセット(部分集合)であり\(S'\)内に包含されているものである。

任意のベクトルたちスペース(空間)、当該スペース(空間)の任意のジェネレイター(作成元たち)、当該ジェネレイター(作成元たち)内に包含された任意のリニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)に対して、当該ジェネレイター(作成元たち)は、当該リニア(線形)にインディペンデント(独立)なサブセット(部分集合)保持したまま縮小してあるベーシス(基底)にできるという命題によって、\(S'\)は、小さくして\(B\)にし\(S \subseteq B\)であるようにできる。

したがって、ベーシス(基底)\(B\)がある。


参考資料


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