2011-07-25

關於空集合

以下是我苦思許久的想法、不知道正確與否:

空集合因為不包含零向量、所以不是向量空間。因為不是向量空間、所以當然沒有向量可以生成他。
For all vector space V,W, W包含於V、若V線性獨立→W線性獨立(大的獨立保證小的獨立)
所以空集合為任何獨立集(空間)的子集、所以也是線性獨立。

假設Span(空集合)=U:
因為空集合必定包含於{0}(空集合為任何集合的子集)、所以U必定包含於span({0})={0}
{0}必定包含於U(任何子空間必含有零向量)。
所以依據以上兩式、證明出兩者互相包含,因此U={0}

不知道正確與否、望助教及大大們指教。

6 則留言:

線代離散助教(wynne) 提到...

有時候有些數學的定義不見得會很符合我們的直覺, 不過這些不很直覺的定義往往會使得某些性質得以完備, 譬如像你提到的這個問題, 原因大概也就如同你們所討論出來的這些, 空集合之所以會線性獨立最主要還是因為我們希望向量空間的基底都是線性獨立集, 那麼既然他被定義成{0}的基底, 根據這些性質我們就會希望它是一個線性獨立集

月戀星辰 提到...

恩 感謝助教解答

AIdrifter 提到...

你這樣思考很好啊
這樣數學會進步很快:)

線代離散助教(wynne) 提到...

嗯, 我也覺得這樣討論還滿好的
大家要加油, 繼續努力喔

Jargo Chen 提到...

因為空集合必定包含於{0}(空集合為任何集合的子集)
所以U必定包含於span({0})={0}

粗斜體那邊我不太懂
不知道可不可以解釋一下

T.A. Hua 提到...

回月戀星辰:
你的想法很好~都能點到很核心的問題,但是嚴格來說這個並不能當作證明,因為你用到的一些性質是在非空集合上面才存在,例如Spanning 一般都是在非空集合的情況下解釋,所以你的那一步:{0}必定包含於U(任何子空間必含有零向量)會有一些小問題,因為你用到了span必為子空間的觀念,但一般這個觀念是不包括空集合的,也就是說會有特例。但你的推論可以得到一些好現象就是說,span(空集合)如果要定義的話,定義為{0}是一個不錯的選擇,但是比較不直觀,就跟助教說的,就是為了讓某些性質(例如span)得到一個完美的結果(就是所有的情況:空集合 非空集合都能考慮到而且也不違背後面的一些推論),再舉一個例子,就是二項式定理的0!=1也是類似的觀念,若不定義它,某些情況就會產生矛盾。