Foro de preguntas y respuestas de matemáticas, de cualquier nivel. Cuánto más interesantes, divertidas o intrépidas, mejor.
Aviso: Te invitamos a conocer la página de Facebook de la UCIM

Ganas puntos al hacer preguntas, contestarlas y, sobre todo, si tu respuesta es seleccionada como la mejor.
Registrate como usuario para participar en el foro. También puedes utilizar tu identidad de FB Utiliza el botón azul para ingresar (si usas tu identidad de FB y estás logeado en FB, automáticamente te reconoce).

El irracional tiene una página en FB. El Irracional






+1 voto
Pues ya me perdí en esto de los espacios vectoriales, ¿podrían decirme cómo demostrar si los siguientes conjuntos son o no son espacios vectoriales y enumerar los axiomas que no se cumplen?

1. El conjunto de los números naturales como vectores, el conjunto de los números naturales como escalares y la operación de multiplicación para números naturales. R: No, 4

2. El conjunto de números enteros como vectores, el conjunto de los números naturales como escalares, la operación de suma para números enteros y la multiplicación de números enteros para la operación de multiplicación de escalar y vector. R: Sí.

3. El conjunto de vectores los números racionales con la operación de suma, el conjunto de escalares
los números enteros y la operación de multiplicación de escalar y vector la multiplicación usual.
R: Sí.
por (130 puntos) en Álgebra lineal
Un espacio vectorial tiene como escalares a un campo. En ninguno de tus ejemplos forman los escalares un campo. Sabes lo que es un modulo sobre un anillo?

1 Respuesta

+2 votos

Te platico algunas definiciones que necesitas entender.

Un campo es un conjunto $C$ con dos operaciones binarias, esto es, funciones $S:C\times C\to C$ y $P:C\times C\to C$, que cumplen las siguientes condiciones, para $a,b,c\in C$:

  • asociativisad: $S(S(a,b),c)=S(a,S(b,c))$ que comúnmente te la encuentras $(a+b)+c=a+(b+c)$.
  • neutro aditivo: existe $z\in C$ tal que $S(z,a)=a$ para todo $a\in C$ que comúnmente te lo encuentras $0+a=a$.
  • inversos aditivos: para cada $a\in C$ existe $b_a\in C$ tal que $S(a,b_a)=z$ con $z$ el del punto anterior, que usualmente lo encuentras $a+(-a)=0$.
  • conmutatividad aditiva: $S(a,b)=S(b,a)$ que lo puedes encontrar también como $a+b=b+a$.
  • asociatividad del producto: lo mismo que la asociatividad de la suma pero con $P$ en vez de $S$.
  • neutro multiplicativo: existe $u\in C\backslash\{z\}$ con $P(u,a)=a$ para todo $a\in C$, o bien $1a=a$.
  • inversos multiplicativos de elementos no nulos: si $a\in C\backslash\{z\}$ entonces existe $b_a\in C$ con $P(a,b_a)=u$, el del punto anterior.
  • conmutatividad del producto: $P(a,b)=P(b,a)$.
  • Leyes distributivas: $P(a,S(b,c))=S(P(a,b),P(a,c))$ y $P(S(a,b),c)=S(P(a,c),P(b,c))$.

Insisto en usar una notación poco usual para enfatizar el hecho de que las operaciones son funciones de dos argumentos, es decir, transformaciones que "se comen" a dos engendros de $C$ y te "escupen" un nuevo engendro de $C$.

Estos son los axiomas de campo. Ejemplos, puedes encontrar muchos, como los campos numéricos $\mathbb{Q}$ de números racionales, $\mathbb{R}$ que es el conjunto de números reales o $\mathbb{C}$ el conjunto de números complejos. También, puedes encontrar campos finitos como $\mathbb{Z}_p$ que son los residuos de enteros módulo un primo $p$ donde la suma y producto se hacen como los enteros si el resultado es menor que $p$ y si es mayor o igual entonces el resultado es el residuo de la suma (o el producto, según sea el caso) dividido entre $p$. También estan los campos de funciones racionales $\mathbb{F}(x)$ que son cocientes de polinomios en la variable $x$ donde el denominador no es el polinomio cero, aquí $\mathbb{F}$ indica cualquier campo. También esta el campo de series de potencias formales $\mathbb{F}[[x]]$. En fin, hay muchos ejemplos.

Ahora, un espacio vectorial $V$ sobre un campo $C$ tiene más estructuras en juego, Primero, $V$ tiene una operación binaria, que denotaremos por $S$ y se escribe $S(u,v)=u+v$ (para ser más tradicionales) y que cumple los primeros cuatro puntos de los axiomas de campo. También, existe una función o acción de $C$ en $V$, es decir, $\alpha:C\times V\to V$ (si no quieres que la acción sea de un campo en $V$ lo puedes considerar de un anillo con división (como los números de Hamilton, por ejemplo) en $V$ y el término es espacio vectorial izquierdo, en este caso) que denotaremos por $(a,v)\mapsto a.v$ (una vez más, para seguir con la tradición) que cumple las siguientes condiciones (que se dicen de compatibilidad):

  1. $(a+b).v = a.v+b.v$ donde la operación de suma en el lado izquierdo es la suma en $C$ y la suma de la derecha es la suma en $V$.
  2. $(ab).v=a.(b.v)$ donde la operación en el lado izquierdo es el producto en $C$ y la otra es la acción consecutiva de elementos de $C$ en elementos de $V$.
  3. $1.v=v$.
  4. $a.(u+v)=a.u+a.v$.

Ya con esto, es cuestión que veas cuál falla en cada caso. Me parece importante que lo cheques personalmente, de una por una para que lo puedas entender.


"Oigo y olvido, leo y recuerdo, hago y comprendo" - Confusio.


Saludos Arturo García Flores _\m/

por (9,2m puntos)
editado por
Disculpa, ¿no habría que pedir $1\neq{0}$?
Sí, tienes razón. Lo corrijo.
Licencia Creative Commons
Este obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 México.

powered by UCIM  -  Aviso de privacidad

...