gf: X-z, x lg (f(x)),它称为映射f和g的合成。两个集合X和Y的直积(或笛卡尔积)是所有的偶(x,y)的集合,其中,xEX,yEY:XxY=((x, y)Ixex, yey)。空间Rn由n个实数的有序组(x1,x2,xn)组成的集合R"=((x1,X2,...xn)Ix1,x2,".XnER)能够赋予不同的结构。R"是n维实矢量空间,据此R"中的元素可称为失量,并用符号a,,,y,…表示。由矢量1=(1,0,,0),T2=(0,1,0..,0),...1,=(0,0,",1),组成的空间R"的基称为规范基。在R°中的规范基用(i,了,)表示。:我们可将R"看作为与失量空间R"联系在一起的点的仿射空间。此时R"的元素既可看作是点,并用符号M,N,….表示,也可看作是失量a,x,…。矢量=(×1,")关于规范基具有坐标×1,×2",xn,点A(xi,",xn)关于标架(O,i,i2,i。,i,)具有同样的仿射坐标,其中=(0,0,,0)是坐标原点。如果使空间R"的任意两个量x=(x1,X2xn)和4
y=(yi,y2,…yn)与称为矢量x和y的数量积的数:x.y=xiyi+x2y2++xnyn相对应,那么R“成为n维欧基里德空间。在这个空间中能引入两点:M=(x1, ×2,,X)和N=(y1,2,,yn)间的距离的概念:nIMNI=VZ.(xi-yi)2i-1特别是,对中学数学课程中研究的平面和空闽,如果在它们中选取笛卡尔坐标系,则能够分别看作为R2和R‘。集合B(A, ε) =MERnAMI<ε?称为球心在点A,半径为ε>0的球,这个球称为点A的8邻域。R"的子集U称为开集,如果对它的每个点A,它都包含球心在A的某个球。所有包含点A的开集都称为该点的邻域。点AER称为集合UER"的接触点,如果这个点的任何邻域至少包含U里的一个点。集合U的所有接触点的总合称为集合U的闭包,并用符号U表示。如果U=U,则集合U称为闭的。系如果不存在不交的开集U,和U,这两个开集将集合V分为两个非空子集V,和V2,使V,CU1,V,CU2,则集合VCR"称为连通的。开连通集合称为区域,区域的闭包称为闭区域。如果集合U内的点连同它的某个邻域都属于集合U,则5
该点称为集合U的内点。集舍U的所有内点的总合称为该巢合的内部。如果在点MER"的任何邻域中既存在属于集合UR的点,又存在不属于集合U的点,则点M称为集合U的边界点。集合U的所有边界点的总合称它的边界,并用符号U表示。在空间R"中所有点的子集皆称为空间R"的图形Φ。给出个含有x1,x2,…,n的方程称为图形Φ的方程,如果R"的属于图形Φ的点且仅仅是属于图形Φ的点满足此方程。设1:R㎡→R"是一个线性映射,(il,i2,,im)是R"的规范基,(T,i2,,)是R"的规范基,并设Al(ik)=Zαjk'ij(k=1,2,"m)。矩阵j-1(αjk) 1<j≤n1<k<m称为线性变换1的矩阵,它的列是矢量1(i)的坐标。如果×=(x1,I2,,Xm)ERm,且1(x)=(1,y2,.…yr)ER",那么myi=Zαjkxk。k-1m维矢量空间V的两个基(e,,e,,…em)=[e)和(a二部a,,,am=【a】称为等价的,如果由基【e到基ra]的变换矩阵的行列式(即空间V的由基Le]到基【a】的线6
性变换的矩阵)是正的。空间V的等价基的类称为这个空间的定向。每个失量空间仅仅存在两个定向,其中一一个称为正的,另一个称为反的。这样,空间的定向的选择等价于这个空间中基的选择。如果V是在R中的二维子空间,(e1,e,)是V的基,而n是R"的不属于V的非零矢,则(e,e,五)是R"的基。如果矢量n已被选定,而基(e1,e,n)与R"的规范基等价,则基(e1,e2,)称为正的。这样,确定V的定向等价于确定矢量n。通常将n取为与V正交的单位失量。线性映射α:R"→R称为在矢量空间R"上的线性形式。设α(ik)=α,那么对于量h=(h,h2,..hn)有nα(h) =Zαkhk。k-1坐标函数ui: Rn→R,(u,u2,,un)uii=l2, , n)是线性形式的例子。满足下列条件的映射β:R"×R"→R称为在矢量空间R"上的双线性形式:β(h,+h,,p)=β(h,p)+β(h,,p)β(α,)=β(,)β (h, pi+p,)=β(h,P,)+β (,p2)β(h,ap)=αβ(h,p)。如果β(i,in)=βkl,h=(h,.hn),p=(p,",P),则7
nβ=MβkihkPihD.k,1-1如果β(五,)=β(,五),则称双线性形式β是对称的。如果β(五,)=-β(,),则称双线性形式β是反对称的(或称为2一形式)。对于对称双线性形式有βk1=β1k,对于反对称双线性形式有βk1=-β1k。映射g:R"→R称为失量空间R"上的二次形式,如果存在双线性对称形式β,使q(h)=β(五,五)。在坐标下q(h)可用下面公式表示,nq (h)=Z βihhl.k,1-1二次形式q称为是与双线性形式β相对应的形式。设α和β是在矢量空间R"上的两个线性形式,2一形式αB:R"×Rn-R称为这两形式的外积,它由下式确定:(αβ)(,)= (α()()-α()())α(h)α(p)二β(h)β(p)设M是空间R"中的任意点,偶(M,五)称为R"在点M处的切失量,这里h是R中的任意矢量。切矢量(M,h)能够表示为点的这样的有序点对(M,N),使对应于点对的矢量与一致(即M+h=N),而作为矢量五已被放到点M处。R"在点M处的所有切矢量的集合TMR=((M,五)/五ER°)称为切矢量空间。对R中矢量的运算,可根据下面原则转到同一点的切矢量上:8