Кіріспе

Математикада сызықтық формалардың векторлық кеңістігі. Математикада кез келген векторлық кеңістіктің, оған сәйкес келетін қос векторлық кеңістігі (немесе қысқаша, қос кеңістік) болады, ол осы кеңістіктегі барлық сызықтық формалардан тұрады және тұрақтылармен нүктелік қосу және скалярлық көбейту арқылы векторлық кеңістік құрылымына ие. Жоғарыда анықталғандай, қос кеңістік барлық векторлық кеңістіктер үшін анықталады және түсініксіздікті болдырмау үшін алгебралық қос кеңістік деп те аталуы мүмкін. Топологиялық векторлық кеңістік үшін анықталғанда, үздіксіз сызықтық функционалдарға сәйкес келетін үздіксіз қос кеңістік деп аталатын, қос кеңістіктің кіші кеңістігі болады. Қос векторлық кеңістіктер векторлық кеңістіктерді қолданатын математиканың көптеген салаларында қолданылады, мысалы, шекті өлшемді векторлық кеңістіктермен тензорлық талдауда. Функциялардың векторлық кеңістіктеріне (әдетте шексіз өлшемді) қолданғанда, қос кеңістіктер өлшемдерді, таралымдарды және Гильберт кеңістіктерін сипаттау үшін қолданылады. Осылайша, қос кеңістік функционалдық талдаудағы маңызды ұғым болып табылады. Дуаль үшін бұрынғы терминдерге polarer Raum [Hahn 1927], espace conjugué, жанама кеңістік [Alaoglu 1940] және transponierter Raum [Schauder 1930] және [Banach 1932] жатады. "Дуаль" термині Bourbaki 1938 жылы енгізілген.

Алгебралық қос кеңістік

Кез келген өрістегі векторлық кеңістік берілгенде, (алгебралық) қос кеңістік (немесе ) — барлық сызықтық бейнелеулердің (сызықтық функционалдардың) жиыны ретінде анықталады. Сызықтық бейнелеулер векторлық кеңістіктің гомоморфизмдері болғандықтан, қос кеңістікті немесе деп белгілеуге болады. Бұл жұптастыру табиғи жұптастыру деп аталатын дегенерацияланбаған билинейлік бейнелеуді анықтайды.

Дуаль- дуалға инъекция

Табиғи гомоморфизм бар ең қос дуалға дейін, барлық үшін анықталған . Басқаша айтқанда, егер бағалау картасы арқылы анықталса, онда карта ретінде анықталады. Бұл карта әрқашан инъективті; Шындығында, шекті өлшемді векторлық кеңістіктің екі еселік дуалмен изоморфизмі – табиғи изоморфизмнің классикалық мысалы. Шексіз өлшемді Гильберт кеңістіктері өздерінің алгебралық екі еселік дуалдарымен емес, керісінше үздіксіз екі еселік дуалдарымен изоморф.

Жалғаспалы қос кеңістік

Топологиялық векторлық кеңістіктермен жұмыс істегенде, кеңістіктен базалық өріске (немесе ) дейінгі үздіксіз сызықтық функционалдар ерекше маңызды. Бұл "тоқтамалы қос кеңістік" немесе "топологиялық қос кеңістік" ұғымын тудырады, ол алгебралық қос кеңістіктің сызықтық кіші кеңістігі болып табылады, және деп белгіленеді. Кез келген шекті өлшемді нормаланған векторлық кеңістік немесе, мысалы, евклидтік n кеңістігі үшін, үздіксіз қос кеңістік және алгебралық қос кеңістік сәйкес келеді. Алайда, бұл кез келген шексіз өлшемді нормаланған кеңістік үшін дұрыс емес, бұл үздіксіз емес сызықтық бейнелеулер мысалынан көрінеді. Дегенмен, топологиялық векторлық кеңістіктер теориясында "тоқтамалы қос кеңістік" және "топологиялық қос кеңістік" терминдері жиі "қос кеңістік" деп ауыстырылады. Топологиялық векторлық кеңістік үшін оның үздіксіз қос кеңістігі, топологиялық қос кеңістігі немесе жай ғана қос кеңістігі (топологиялық векторлық кеңістіктер теориясы мағынасында) – барлық үздіксіз сызықтық функционалдардың кеңістігі ретінде анықталады. Үздіксіз қос кеңістіктердің маңызды мысалдары: тығыз қолдау функцияларының кеңістігі және оның қос кеңістігі – кез келген таралымдар (жалпыланған функциялар) кеңістігі; кез келген қолдау функцияларының кеңістігі және оның қос кеңістігі – тығыз қолдау таралымдары кеңістігі; және тез азаятын қолдау функцияларының кеңістігі – Шварц кеңістігі, және оның қос кеңістігі – қалыпты таралымдар (баяу өсетін таралымдар) кеңістігі, жалпыланған функциялар теориясында.

Қасиеттері

Егер X – Хаусдорф топологиялық векторлық кеңістік (TVS) болса, онда X кеңістігінің үздіксіз қос кеңістігі, X кеңістігінің толықтырылуының үздіксіз қос кеңістігімен сәйкес келеді.

Қосымша қасиеттері

Егер нормаланған кеңістік V-нің дуалы бөлінетін болса, онда V кеңістігінің өзі де бөлінеді. Керісіне, бұл рас емес: мысалы, ℓ¹ кеңістігі бөлінеді, бірақ оның дуалы ℓ∞ бөлінбейді.