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infinite dimensional是什麼意思,infinite dimensional的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [數] 無限維的

  • 例句

  • Are Infinite Dimensional Spheres Invertible?

    無限維球面可逆嗎?

  • In a highly developed alien society, the habitats are almost infinite dimensional space.

    在一個高度發達的外星文明中,有着近乎無限維度的生存空間。

  • These results make it possible to analyze the control systems on infinite dimensional manifolds .

    這些結果使得在無窮維流形上進行控制系統的分析成為可能。

  • In this paper, we expound a main distinction between finite dimensional space and infinite dimensional space.

    本文闡述了有限維與無限維線性空間的主要差别。

  • In an infinite dimensional space there always exist two subspaces whose vector sum is different from their span.

    在一無限空間中恒存在兩個子空間,其矢量和與其張成空間不同。

  • 專業解析

    無限維(infinite-dimensional) 是數學(尤其是泛函分析)和物理學中的重要概念,用于描述一種特殊的空間結構。其核心含義是:

    當一個線性空間(或稱向量空間)的維度(dimension)不是有限的自然數,而是無限大時,該空間就被稱為無限維空間。

    以下是詳細解釋:

    1. 維度的概念基礎:

      • 在有限維空間中(如我們熟悉的三維物理空間),維度是指構成該空間基底(basis)的線性無關向量的數量。例如,三維空間的基底可以由三個線性無關的向量(如沿x, y, z軸的三個單位向量)構成,其維度為3。
      • 基底是一組線性無關的向量,并且空間中的任何向量都可以唯一地表示為這組基底的線性組合(即用一組系數乘以每個基向量然後相加)。
    2. 無限維的定義:

      • 如果一個線性空間不存在一個由有限個向量構成的基底,也就是說,你無法找到有限個線性無關的向量,使得空間裡的所有向量都能表示為它們的線性組合,那麼這個空間就是無限維的。
      • 更精确地說,無限維空間必然存在任意大的有限線性無關向量組。無論你取多大的自然數N,總能在這個空間裡找到N個線性無關的向量。
    3. 典型例子:函數空間:

      • 最常見的無限維空間是函數空間。考慮所有定義在區間 [a, b] 上的連續函數構成的集合 C[a, b]
      • 可以證明,對于任意正整數 n,函數 1, x, x², ..., xⁿ 在這個空間裡是線性無關的。因為不存在一組不全為零的常數 c₀, c₁, ..., cₙ,使得 c₀ * 1 + c₁ * x + ... + cₙ * xⁿ = 0 對所有 x ∈ [a, b] 成立(除非所有 cᵢ=0)。這意味着線性無關集合的大小可以是任意大的自然數,因此 C[a, b] 空間是無限維的 。
      • 其他重要的無限維函數空間包括 Lᵖ 空間(p次可積函數空間)、索伯列夫空間等,它們是現代偏微分方程理論和量子力學的基礎框架。
    4. 與有限維的本質區别:

      • 無限維空間具有許多有限維空間所不具備的、甚至反直覺的性質。例如:
        • 線性算子性質不同: 在無限維空間中,線性算子(如微分、積分)可能不是處處定義的(定義域問題),即使有界(連續)也不一定具有有界逆,譜理論(特征值推廣)更為複雜。
        • 閉單位球非緊: 在無限維賦範空間中,閉單位球(所有範數小于等于1的向量構成的集合)不是緊緻的。這意味着序列或網可能沒有收斂子列/子網。這是許多存在性定理(如解的存在性)在無限維情形下證明更困難的根本原因之一。
        • 巴拿赫-塔斯基悖論: 這個著名悖論(在三維歐氏空間中成立)依賴于空間的無限維特性或選擇公理,展示了無限維空間在測度上的奇異行為(雖然該悖論本身表述在 中,但其證明思想與無限維有關)。
    5. 在物理學中的應用:

      • 量子力學: 量子系統的狀态空間(希爾伯特空間)通常是無限維的。例如,描述一個粒子在一條直線上位置的狀态空間 L²(R) 就是無限維的。系統的可觀測量(如位置、動量、哈密頓量)是作用在這個無限維空間上的(通常是自伴)線性算子。量子态的疊加原理和測量坍縮都在這個無限維框架下描述。

    總結來說,“infinite-dimensional”描述的是一個其結構無法用有限個獨立方向(基向量)來完全刻畫的空間。它在數學分析和現代物理學的理論構建中扮演着核心角色,其性質與有限維空間有根本性的不同,帶來了豐富的結構和深刻的挑戰。

    參考來源:

    網絡擴展資料

    “Infinite dimensional”(無限維的)是一個數學和物理學術語,主要用于描述空間或系統的維度特性。以下是詳細解釋:


    核心定義


    數學中的無限維

    1. 向量空間
      線上性代數中,若一個向量空間的基(basis)包含無限個向量,則該空間是無限維的。例如:

      • 函數空間:所有連續函數構成的集合中,無法用有限個函數線性組合表示任意函數,因此是無限維的。
      • 序列空間:如平方可和序列空間 ( ell ),每個序列可視為無限維向量。
    2. 泛函分析
      無限維空間是研究泛函、算子理論的基礎。例如:

      • 希爾伯特空間:無限維的完備内積空間,用于量子力學中的态空間。
      • 巴拿赫空間:無限維的完備賦範空間,常用于偏微分方程的解空間分析。

    動力系統中的無限維

    在動力系統理論中,若系統的狀态需要無限多個變量描述,則稱為無限維動力系統。例如:


    常見例子


    與有限維的區别


    相關領域

    如果需要更具體的應用場景或數學定義,可以進一步探讨!

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