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。