埃爾米特伴隨

數學上,特別是泛函分析中,希爾伯特空間中的每個線性運算元有一個相應的伴隨運算元(adjoint operator)。運算元的伴隨將方塊矩陣共軛轉置推廣到(可能)無窮維情形。如果我們將希爾伯特空間上的運算元視為“廣義複數”,則一個運算元的伴隨起著一個複數的共軛的作用。 一個運算元A的伴隨常常也稱為埃爾米特伴隨(Hermitian adjoint,以夏爾·埃爾米特命名),記作A*或A†(後者尤其用於狄拉克符號記法)。

有界運算元

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

假設 H是一個希爾伯特空間,帶有內積。考慮連續線性運算元 A: H→ H(這與有界運算元相同)。

利用里斯表示定理,我們可以證明存在惟一的連續線性運算元

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨
埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

A*: H→ H具有如下性質:,對所有。

這個運算元 A* 是 A的伴隨。

這可以視為一個方塊矩陣的轉置共軛或伴隨矩陣推廣,在標準(復)內積下具有相似的性質。

性質

可得性質:

A** =A

如A可逆,則A* 也可逆,且 (A*)= (A)*

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

(λA)* = λ*A*,這裡λ* 表示複數λ的復共軛

(AB)* =B*A*

1.

A** =A

2.

如A可逆,則A* 也可逆,且 (A*)= (A)*

3.

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

4.

(λA)* = λ*A*,這裡λ* 表示複數λ的復共軛

5.

(AB)* =B*A*

如果我們定義 A的運算元範數為

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

而且有

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

希爾伯特空間 H上有界線性運算元與伴隨運算元以及運算元範數給出一個C*代數例子。

A的像與它的伴隨的核的關係為

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨
埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

埃爾米特運算元

有界運算元 A: H→ H稱為埃爾米特或自伴如果 A= A*這等價於

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

在某種意義下,這種運算元起著實數(等於他們的復共軛)的作用。他們在量子力學中作為實值可觀測量的模型。更多細節參見自伴運算元一文。

無界運算元的伴隨

許多重要的運算元不是連續的或只定義在希爾伯特的一個子空間上。在這種情形,我們仍然能定義伴隨,在自伴運算元一文有解釋。

其他伴隨

範疇論中,方程

埃爾米特伴隨 埃爾米特伴隨

形式上類似地定義了伴隨函子偶性質,這也是伴隨函子得名之由來。

參見

•數學概念

•線性代數

•內積

•希爾伯特空間

•埃爾米特運算元

•範數

•運算元範數

•線性映射的轉置

•物理套用

•對偶空間

•狄拉克符號

•量子力學

•可觀測量

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