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English
「量」から「アフィン空間/線型空間」へ
“長さ",“重さ",“容積",“時刻/時間",“速さ”のような量は,
実アフィン空間/線型空間
と見なせます。
それぞれのカテゴリー(たとえば“時刻/時間”) において,それに属する個々の量(個々の時刻/時間) は,(実アフィン空間/線型空間の要素としての) 点/ベクトルと見なせます。
“時刻/時間”の場合:
先ず,時刻全体の集合
E
を仮構します。
E
の要素としての時刻の位置づけは,「点」です。
二つの時刻に対しては,日常語レベルで,一方の時刻に対する他方の時刻の差=変位を対象化できます。これは,方向付きの時間にあたります。
方向付き時間全体の集合
D
を仮構します。
D
の要素としての方向付き時間の位置づけは,「ベクトル」です。
この
E
,
D
に対して,実アフィン空間(
E
,
D
,
)を構成できます。
時刻/時間のこの定式化では,時間に対して和や,実数倍が定義されます。しかし,時刻どうしを足したり,時刻を実数倍したりということは,やりません。(
「時刻・時間・数」の算法
)
“長さ”の場合:
先ず,長さ全体の集合
E
を仮構します。
二つの長さに対しては,一方の長さに対する他方の長さの差=変位(ベクトル)というものを対象化できます。
この変位全体の集合
D
を仮構します。
この
E
,
D
に対して,実アフィン空間(
E
,
D
,
)を構成できます。
但しこの場合には,
E
の要素に対する
D
の要素の作用は,つねには定義されません。
(例:長さ〈3m〉に対する〈5m減〉の作用は定義されない。)
長さのこの定式化では,足したり,実数倍ができるのは,長さそのものではなく,長さの差=変位(ベクトル)の方です。
実線型空間は“体K上の線型空間(
D
,K)
”の概念に一般化され
(註)
,これの要素が一般に“ベクトル”と呼ばれます。
高校数学では,“ベクトル”は実線型空間(
D
,
)の要素として主題になります。
(註)
実数体
上の線型空間としての実線型空間は,体K上の線型空間の概念に一般化されます。実際,線型空間(
D
,
)の定義において
は体としてのみ効いています。
D
の要素が“ベクトル”と呼ばれるのに対し,Kの要素は,“スカラー”と呼ばれます。スカラーの身分は,ベクトルの“係数”です。