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张量积:从原向量空间到新向量空间

【摘要】:张量积也是一个向量空间,但我们将这个向量空间里的向量称之为张量。张量积还解决了一个特殊的代数问题。它们的张量积VW构成了一个新向量空间,所用的也是同一组标量。参考阅读//No. 7 集合论,第18页No. 8 积,第20页No. 57 向量,第118页No. 76 维度,第156页右图:张量积可以把一个不完全的线性映射转化为一个线性映射。通过取张量积,我们可以将向量空间乘在一起,得到一个新向量空间。

1.多维度看全

假如我们想要将两个运用同一组标量的向量空间组合在一起,我们通常会将它们的向量集合做积,然后对加法和标量乘法进行定义,以确保最终得到的结果还会是一个向量空间。

然而,用这种方式并不总能得出让我们全然满意的结果。具体说来,如果想要得到乘积V×W的维度,我们要把V的维度和W的维度相加。而问题在于,如果这是一个积,我们不是应该将它们相乘吗?

张量积V⊗W的出现,就很好地解决了这个问题。张量积也是一个向量空间,但我们将这个向量空间里的向量称之为张量。将V和W的维度相乘,就可以得到V⊗W的维度。

张量积还解决了一个特殊的代数问题。简单说来,每一个符合我们要求(用术语讲是“双线性”)的从V×W到另外一个向量空间Z的映射,都可以以一种唯一的方式由V×W到V⊗W的映射和某个由V⊗W到这个向量空间的线性映射复合而成。

2.关键点梳理

取两个向量空间V和W,它们共用一组标量。它们的张量积V⊗W构成了一个新向量空间,所用的也是同一组标量。该空间内的向量包含了任意一个V中元素和W中元素构成的所有可能的元素对,外加上它们之间相加的所有方式。

举例来说,这个新空间内的向量可能会形如v1⊗w1+v2⊗w2,其中v1、v2是 V中的向量,w1、w2是W中的向量。

参考阅读//(www.chuimin.cn)

No. 7 集合论,第18页

No. 8 积,第20页

No. 57 向量,第118页

No. 76 维度,第156页

右图:张量积可以把一个不完全的线性映射(h)转化为一个线性映射

3.一分钟记忆

张量是某个特殊向量空间的向量,这个向量空间是由其他向量空间取张量积得到的。

通过取张量积,我们可以将向量空间乘在一起,得到一个新向量空间。