8 votos

¿Induce siempre un producto interior una métrica?

Estoy trabajando con álgebra lineal sobre campos finitos, específicamente $F_2$ . En clase mi profesor ha explicado que todo producto interno induce una norma, $\sqrt{\left < v,v \right>}$ que a su vez induce una métrica. Todo esto me ha parecido bastante obvio.

Considerando el espacio vectorial $V={F_2}^2$ con la suma estándar del producto interno de cada coordenada, me parece que esto no es cierto (probablemente porque no estoy entendiendo algo bien). El producto interior es una función de $V \times V \rightarrow V$ lo que significa que bajo la métrica inducida, la magnitud de $\left(1,1 \right)^T$ es cero, aunque no es el vector cero, contradiciendo la definición de una métrica.

¿Puede alguien aclarar mi malentendido?

10voto

riza Puntos 170

Un producto interno en un espacio vectorial real o complejo $V$ es un mapa bilineal $V\times V\to K$ (donde $K$ es el campo de tierra, ya sea $\bf R$ o $\bf C$ ), que satisface la simetría conjugada y la definición positiva; para que la segunda propiedad tenga sentido tenemos que darnos cuenta de que $\langle x,x\rangle$ es real para todos $x\in V$ (esto se deduce de la primera propiedad en realidad), por lo que tiene sentido decir que es no negativo.

El mapa $\|x\|=\langle x,x\rangle^{1/2}$ será de hecho una norma de espacio vectorial, y esta norma induce una métrica a través de la fórmula $d(u,v)=\|u-v\|$ . La parte no trivial de la comprobación de estos hechos es utilizar Cauchy-Schwarz para establecer la desigualdad del triángulo (fijar una base ortogonal para hacerlo).

No es posible definir un producto interior en un espacio vectorial sobre un campo de característica positiva, por definición. Sin embargo, es posible definir formas bilineales $(\cdot,\cdot):{\bf F}_q^n\times{\bf F}_q^n\to{\bf F}_q$ y dos vectores son ortogonales respecto a ella si $(a,b)=0$ . En la mayoría de los casos de característica positiva y dimensión mayor que uno es posible encontrar un $x$ que es ortogonal a sí mismo bajo el producto punto determinado por coordenadas habitual (esto es en realidad una interesante cuestión de teoría de números: sobre qué campos y números finitos $n$ ¿existen $n$ escalares no nulos cuyos cuadrados suman cero).

Tampoco es posible definir una métrica $X\times X\to {\bf F}$ donde $\bf F$ es un campo de característica positiva: por definición en primer lugar tendría que tomar valores reales, pero además no podría satisfacer la desigualdad del triángulo ya que no puede haber ordenación en característica positiva.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X