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¿Me han enseñado cosas equivocadas sobre vectores todos estos años?

Para el último par de años me han enseñado que cualquier cosa con una dirección y una magnitud se considera un vector, es decir, $\vec V$

Pero recientemente, un amigo se acercó y me dijo que esta intuición está completamente equivocado. Cualquier cosa que satisface los axiomas de espacio vectorial es un vector. Esto se extiende a las matrices, polinomios y funciones.

Siempre he tratado de funciones y vectores como cosas completamente diferentes...porque las funciones no tienen magnitud y dirección.

Alguien me puede ayudar a conciliar el hecho de que las funciones no tienen magnitud y dirección, pero todavía se considera un vector?

Gracias

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Carl Puntos 36

Un vector es un elemento de un espacio vectorial. Si un espacio vectorial tiene un producto interior interior del producto le da a cada vector de $x$ una magnitud ($\Vert x\Vert=\sqrt{\langle x,x\rangle}$) y cada par de vectores $x$, $y$ un ángulo de $\arccos(\langle x,y\rangle/\Vert x\Vert\Vert y\Vert)$.

Los matemáticos consideran interior de productos opcionales para los espacios vectoriales, a pesar de que muchos ejemplos de espacios vectoriales de interior de los productos.

  • Deje $C([0,1])$ ser el espacio de funciones continuas $[0,1]\to\mathbb C$. La siguiente ecuación define un producto interior en este espacio. $$ \langle f,g\rangle=\int\limits_0^1 f(x)\overline{g(x)}dx$$

  • La siguiente fórmula se define en interior de productos de polinomios $p(x)=p_0+p_1x+p_2x^2+\dotsm+p_mx^m$ $q(x)=q_0+q_1x+q_2x^2+\dotsm+q_nx^n$ con coeficientes en $\mathbb C$. $$ \langle p,q\rangle = \sum^{\min(m,n)}_{i=0} p_i\overline{q_i}$$

  • Matrices tienen el Frobenius interior producto de que los productos de puntos en $\mathbb C^n$ es un caso especial. $$ \langle M,N\rangle =\mathrm{trace}(MN^*)=\sum_{i,j} M^i_j\overline{N^i_j}$$

Los ejemplos que nos ayudarán a mostrar el interior de los productos son ambiguos, que es la razón de que son opcionales. El producto interior en $C([0,1])$ diverge en algunos de los pares de funciones en $C(]0,1[)$ a pesar de la (superficial), la similitud entre el$[0,1]$$]0,1[$. Cada espacio vectorial (sobre $\mathbb R$ o $\mathbb C$) tiene muchos diferentes interior de los productos. Polinomios tienen las siguientes alternativas, por ejemplo. $$ \langle p,q\rangle = \sum^{\min(m,n)}_{i=0} \frac1{i!}p_i\overline{q_i}$$

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Nicolas Bourbaki Puntos 2762

En el cálculo básico, para que sea más fácil para los estudiantes, un "vector" es simplemente una flecha. Puede ser mejor llamarlos "flechas" para evitar esta confusión. Pero de todos modos, la terminología proviene de la física.

Pero en matemáticas, hay algo llamado "espacio vectorial", y esas cosas que pertenecen al espacio vectorial se llaman "vectores". Puede ser cosas muy abstractas, no solo funciones o matrices. Es posible pensar en las flechas como un tipo de espacio vectorial, pero hay muchas más.

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Erich Douglass Puntos 21714

La noción de la magnitud y la dirección que se usa cuando los vectores son explicados en términos de la física, o más en general, elementos de $\mathbb{R}^3$. En matemáticas un espacio vectorial es un conjunto de elementos que es cerrado bajo la suma de sus elementos, y la multiplicación de sus elementos por escalares de un campo (por ejemplo, $\mathbb{R}$ o $\mathbb{C}$).

Hay muchos, muchos, y de muchos ejemplos de espacios vectoriales ya que la estructura es muy flexible, pero si usted describir una función como un vector o simplemente una flecha como un vector realmente depende del espacio en el que usted está viendo y cómo el objeto se refiere a todos los otros objetos en el espacio.

La respuesta corta a tu pregunta es que es perfectamente razonable llamar flechas en 3 dimensiones vectores en el espacio, sino en el contexto de espacios vectoriales hay muchos tipos diferentes de vectores y todos ellos dependen del espacio en el que usted está viendo.

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