Aplicación bilineal
En matemáticas , un mapa bilineal es un caso especial de un mapa multilineal .
Definición
Sean E , F y G tres espacios vectoriales en un campo conmutativo K y φ: E × F → G un mapa. Decimos que φ es bilineal si es lineal en cada una de sus variables, es decir:
∀(X,X′)∈mi2,∀(y,y′)∈F2,∀λ∈K,{φ(X+X′,y)=φ(X,y)+φ(X′,y)φ(X,y+y′)=φ(X,y)+φ(X,y′)φ(λX,y)=φ(X,λy)=λφ(X,y).{\ Displaystyle \ forall (x, x ') \ in E ^ {2}, \ forall (y, y') \ in F ^ {2}, \ forall \ lambda \ in K, \ qquad \ left \ {{ \ begin {matriz} \ varphi (x + x ', y) = \ varphi (x, y) + \ varphi (x', y) \\\ varphi (x, y + y ') = \ varphi (x, y) + \ varphi (x, y ') \\\ varphi (\ lambda x, y) = \ varphi (x, \ lambda y) = \ lambda \ varphi (x, y). \ end {matriz}} \ derecho.}
Si G = K , hablamos de forma bilineal .
Ejemplo
El producto escalar es una forma bilineal, porque es distributivo sobre la suma vectorial y asociativo con la multiplicación por un escalar :
∀(X,y,z)∈mi3,∀(λ,μ)∈R2,(X∣λy+μz)=λ(X∣y)+μ(X∣z){\ textstyle \ forall (x, y, z) \ in E ^ {3}, \ forall (\ lambda, \ mu) \ in \ mathbb {R} ^ {2}, (x \ mid \ lambda y + \ mu z) = \ lambda (x \ mid y) + \ mu (x \ mid z)}
.
Generalización
Sean A y B dos anillos (no necesariamente conmutativos ), E un módulo A - a la izquierda, F a B - módulo a la derecha y G a ( A , B ) -bimodule. Esto significa que G es un módulo A a la izquierda y un módulo B a la derecha, con la relación de compatibilidad:
∀(a,B,gramo)∈A×B×GRAMO,(agramo)B=a(gramoB){\ Displaystyle \ forall (a, b, g) \ in A \ times B \ times G, (ag) b = a (gb)}
.
Sea φ: E × F → G un mapa. Como antes, decimos que φ es bilineal si es lineal en cada una de sus variables. Esto se explica por:
∀(X,X′)∈mi2,∀(y,y′)∈F2,∀(a,B)∈A×B,{φ(X+X′,y)=φ(X,y)+φ(X′,y)φ(X,y+y′)=φ(X,y)+φ(X,y′)φ(aX,y)=aφ(X,y)φ(X,yB)=φ(X,y)B.{\ Displaystyle \ forall (x, x ') \ in E ^ {2}, \ forall (y, y') \ in F ^ {2}, \ forall (a, b) \ in A \ times B, \ qquad \ left \ {{\ begin {matriz} \ varphi (x + x ', y) = \ varphi (x, y) + \ varphi (x', y) \\\ varphi (x, y + y ') = \ varphi (x, y) + \ varphi (x, y ') \\\ varphi (ax, y) = a \ varphi (x, y) \\\ varphi (x, yb) = \ varphi (x, y) b. \ end {matriz}} \ right.}
Por supuesto, esto es válido cuando A = B es un campo no conmutativo K , E es un K - espacio vectorial a la izquierda, F es un K - espacio vectorial a la derecha y G es un espacio vectorial a la izquierda y a la derecha. con la relación de compatibilidad anterior.
Ejemplos de
En un espacio vectorial, los productos escalares y los productos vectoriales son mapas bilineales.
Bibliografía
N. Bourbaki , Álgebra , Capítulo 9: Formas sesquilineales y cuadráticas , Springer,2006, 208 p. ( ISBN 978-3-540-35338-6 , leer en línea )