埃尔米特伴随

科普中国-科学百科 2018-02-10

  数学上,特别是泛函分析中,希尔伯特空间中的每个线性算子有一个相应的伴随算子(adjoint operator)。算子的伴随将方块矩阵共轭转置推广到(可能)无穷维情形。如果我们将希尔伯特空间上的算子视为“广义复数”,则一个算子的伴随起着一个复数的共轭的作用。

  一个算子A的伴随常常也称为埃尔米特伴随(Hermitian adjoint,以夏尔·埃尔米特命名),记作A*或A†(后者尤其用于狄拉克符号记法)。

  有界算子

  假设H是一个希尔伯特空间,带有内积。考虑连续线性算子A:H→H(这与有界算子相同)。

  利用里斯表示定理,我们可以证明存在惟一的连续线性算子

  A*:H→H具有如下性质:,对所有

  这个算子A* 是A的伴随。

  这可以视为一个方块矩阵的转置共轭或伴随矩阵推广,在标准(复)内积下具有相似的性质。1

  性质

  可得性质:

  A** =A

  如A可逆,则A* 也可逆,且 (A*)= (A)*

  (A+B)* =A* +B*

  (λA)* = λ*A*,这里λ* 表示复数λ的复共轭

  (AB)* =B*A*1

  如果我们定义A的算子范数为

  

  而且有

  

  希尔伯特空间H上有界线性算子与伴随算子以及算子范数给出一个C*代数例子。

  A的像与它的伴随的核的关系为

  

  

  埃尔米特算子

  有界算子A:H→H称为埃尔米特或自伴如果A=A*这等价于

  在某种意义下,这种算子起着实数(等于他们的复共轭)的作用。他们在量子力学中作为实值可观测量的模型。更多细节参见自伴算子一文。

  无界算子的伴随

  许多重要的算子不是连续的或只定义在希尔伯特的一个子空间上。在这种情形,我们仍然能定义伴随,在自伴算子一文有解释。2

  其他伴随

  范畴论中,方程

  

  形式上类似地定义了伴随函子偶性质,这也是伴随函子得名之由来。3

  参见

  数学概念

  线性代数

  内积

  希尔伯特空间

  埃尔米特算子

  范数

  算子范数

  线性映射的转置

  物理应用

  对偶空间

  狄拉克符号

  量子力学

  可观测量

  本词条内容贡献者为:

  王海侠 - 副教授 - 南京理工大学

责任编辑:科普云

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