向量、函数与矩阵的关联探究及相关技术问题问询
大家好,最近在琢磨向量、矩阵和函数之间的深层联系时,有一些思考和疑问想和各位同行探讨:
首先,向量必然是向量空间的元素。常听到一种说法:“所有向量都是矩阵”——在我看来,如果从广义向量的视角出发,这个论断其实也需要严谨的证明支撑。反过来,固定维度的矩阵本身就是向量空间的元素,所以它们也属于向量范畴。这么看来,“向量和矩阵的概念是否存在等价性?”这个问题似乎也不算荒谬。
广义层面的向量(也就是向量空间的元素),其概念源头似乎是几何向量,而几何向量其实是域$\mathbf{F}$上n元组集合中一类双射函数的特例(这个双射性很容易证明):
$$
\begin{align*}
f\colon \mathbf F^{n} & \longrightarrow\mathbf F^{n} \[-1ex]
(e_{1}, e_{2},.. e_{n}) & \longmapsto (e_{1}+a, e_{2}+b,.. e_{n}+z) \
a, b,.. z ∈ \textbf{F}
\end{align*}
$$
不难证明这类函数构成一个向量空间。
拿几何向量举例,此时$\mathbf{F}=\mathbb{R}$(n通常是2或3 😊)。比如向量加法操作,本质就是这类函数的复合运算。这就让我产生了一个疑问:其他类型的向量是否也可以被看作函数?如果可以的话,它们对应的是哪些具体函数?
目前我想到至少一条思路:前面提到向量可以被视为矩阵,而矩阵本身就是函数——不过这条路径太形式化了,甚至有点空洞。按照这个逻辑,几何向量就只是这样一个函数$g$:
$$
\begin{align*}
g\colon 1×\mathbf {K} ⊂ \mathbf {N}×\mathbf{N} & \longrightarrow\mathbf F \
\end{align*}
$$
但这个函数看起来和向量空间及其核心结构几乎没有关联。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者George

