Bilinjär form

Inom linjär algebra sägs en avbildning i två variabler vara bilinjär om den är linjär i varje variabel var för sig.

Definition

En avbildning

f : V × W U {\displaystyle f:V\times W\rightarrow U}

där U, V, W är vektorrum över en kropp K, sägs vara bilinjär om

f ( v + v , w ) = f ( v , w ) + f ( v , w ) {\displaystyle f(v+v',w)=f(v,w)+f(v',w)\,}
f ( a v , w ) = a f ( v , w ) {\displaystyle f(av,w)=af(v,w)\,}
f ( v , w + w ) = f ( v , w ) + f ( v , w ) {\displaystyle f(v,w+w')=f(v,w)+f(v,w')\,}
f ( v , a w ) = a f ( v , w ) {\displaystyle f(v,aw)=af(v,w)\,}

för alla

v , v V , w , w W {\displaystyle v,v'\in V,w,w'\in W}

och

a K {\displaystyle a\in K} .

Exempel

  • Matrismultiplikation är en bilinjär avbildning
M ( m , n ) × M ( n , k ) M ( m , k ) {\displaystyle M(m,n)\times M(n,k)\rightarrow M(m,k)}
  • Kryssprodukten är en bilinjär avbildning
R 3 × R 3 R 3 {\displaystyle R^{3}\times R^{3}\rightarrow R^{3}} .
  • Applikationsoperatorn som till ett element
V × V ( v , v ) v ( v ) {\displaystyle V\times V^{*}\ni (v,v^{*})\mapsto v^{*}(v)} är bilinjär.
  • Kovarians (sannolikhetsteori) är bilinjär

Egenskaper

De bilinjära avbildningarna utgör ett linjärt delrum till rummet av linjära avbildningar V × W U {\displaystyle V\times W\rightarrow U}

Tensorprodukter används för att klassificera bilinjära avbildningar; närmare bestämt, det finns en kanonisk avbildning

t : U × V U V {\displaystyle t:U\times V\rightarrow U\otimes V}

så att för varje bilinjär avbildning

b : U × V W {\displaystyle b:U\times V\rightarrow W}

så finns en unik avbildning

e : U V W {\displaystyle e:U\otimes V\rightarrow W}

så att b = t e {\displaystyle b=t\circ e}