ध्रुवण सर्वसमिका: Difference between revisions

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{{short description|Formula relating the norm and the inner product in a inner product space}}
{{short description|Formula relating the norm and the inner product in a inner product space}}[[File:Parallelogram law.svg|thumb|ध्रुवीकरण पहचान में शामिल वैक्टर <math>2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2.</math> ]]रेखीय बीजगणित में, गणित की एक शाखा, ध्रुवीकरण की पहचान सूत्रों की फैमिली में से कोई एक है जो एक आदर्श सदिश स्थान के मानदंड के संदर्भ में दो सदिश के आंतरिक उत्पाद को व्यक्त करता है।
{{About|quadratic forms|formulas for higher-degree polynomials|Polarization of an algebraic form}}
यदि एक आंतरिक उत्पाद से एक मानदंड उत्पन्न होता है तो इस आंतरिक उत्पाद को पूरी तरह से मानदंड के रूप में व्यक्त करने के लिए ध्रुवीकरण पहचान का उपयोग किया जा सकता है। ध्रुवीकरण की पहचान दर्शाती है कि अधिकतम एक आंतरिक उत्पाद से एक मानक उत्पन्न हो सकता है; चूंकि, ऐसे मानक सम्मलित हैं जो किसी आंतरिक उत्पाद से उत्पन्न नहीं होते हैं।


[[File:Parallelogram law.svg|thumb|ध्रुवीकरण पहचान में शामिल वैक्टर <math>2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2.</math> ]]रेखीय बीजगणित में, गणित की एक शाखा, ध्रुवीकरण की पहचान सूत्रों के परिवार में से कोई एक है जो एक आदर्श सदिश स्थान के मानदंड (गणित) के संदर्भ में दो सदिश (ज्यामिति) के आंतरिक उत्पाद को व्यक्त करता है।
किसी भी आंतरिक उत्पाद स्थान से जुड़ा मानदंड समांतर चतुर्भुज कानून को संतुष्ट करता है: <math>\|x+y\|^2 + \|x-y\|^2 = 2\|x\|^2 + 2\|y\|^2.</math> वास्तव में, जैसा कि [[जॉन वॉन न्यूमैन]] ने देखा,{{sfn|Lax|2002|p=53}} समांतर चतुर्भुज कानून उन मानदंडों को दर्शाता है जो आंतरिक उत्पादों से उत्पन्न होते हैं।
यदि एक आंतरिक उत्पाद से एक मानदंड (गणित) उत्पन्न होता है तो ध्रुवीकरण पहचान का उपयोग इस आंतरिक उत्पाद को पूरी तरह से मानदंड के रूप में व्यक्त करने के लिए किया जा सकता है। ध्रुवीकरण की पहचान दर्शाती है कि अधिकतम एक आंतरिक उत्पाद से एक मानक उत्पन्न हो सकता है; हालाँकि, ऐसे मानक मौजूद हैं जो किसी आंतरिक उत्पाद से उत्पन्न नहीं होते हैं।
एक मानक स्थान दिया गया <math>(H, \|\cdot\|)</math>, समांतर चतुर्भुज नियम <math>\|\cdot\|</math> और केवल एक आंतरिक उत्पाद <math>\langle \cdot, \cdot \rangle</math> <math>H</math> पर  सम्मलित है, जैसे कि <math>\|x\|^2 = \langle x,\ x\rangle</math> सभी के लिए <math>x \in H,</math> इस स्थिति में आंतरिक उत्पाद विशिष्ट रूप से ध्रुवीकरण पहचान के माध्यम से आदर्श द्वारा निर्धारित किया जाता है।<ref name=Blanchard>{{cite book|author=[[Philippe Blanchard]], Erwin Brüning|chapter=Proposition 14.1.2 (Fréchet–von Neumann–Jordan)|chapter-url=https://books.google.com/books?id=1g2rikccHcgC&pg=PA192|page=192|title=भौतिकी में गणितीय विधियाँ: वितरण, हिल्बर्ट अंतरिक्ष संचालक और परिवर्तनशील विधियाँ|year=2003|publisher=Birkhäuser|isbn=0817642285}}</ref><ref name=Teschl>{{cite book|author=[[Gerald Teschl]]|title=क्वांटम यांत्रिकी में गणितीय तरीके: श्रोडिंगर ऑपरेटरों के अनुप्रयोगों के साथ|chapter=Theorem 0.19 (Jordan–von Neumann)|page=19|url=https://www.mat.univie.ac.at/~gerald/ftp/book-schroe/|isbn=978-0-8218-4660-5|year=2009|publisher=American Mathematical Society Bookstore}}</ref>
 
किसी भी [[आंतरिक उत्पाद स्थान]] से जुड़ा मानदंड समांतर चतुर्भुज कानून को संतुष्ट करता है: <math>\|x+y\|^2 + \|x-y\|^2 = 2\|x\|^2 + 2\|y\|^2.</math> वास्तव में, जैसा कि [[जॉन वॉन न्यूमैन]] ने देखा,{{sfn|Lax|2002|p=53}} समांतरोग्राम कानून उन मानदंडों को दर्शाता है जो आंतरिक उत्पादों से उत्पन्न होते हैं।
नॉर्म्ड वेक्टर स्पेस दिया गया है <math>(H, \|\cdot\|)</math>, समांतर चतुर्भुज कानून लागू होता है <math>\|\cdot\|</math> अगर और केवल अगर कोई आंतरिक उत्पाद मौजूद है <math>\langle \cdot, \cdot \rangle</math> पर <math>H</math> ऐसा है कि <math>\|x\|^2 = \langle x,\ x\rangle</math> सभी के लिए <math>x \in H,</math> किस मामले में यह आंतरिक उत्पाद विशिष्ट रूप से ध्रुवीकरण पहचान के माध्यम से आदर्श द्वारा निर्धारित किया जाता है।<ref name=Blanchard>{{cite book|author=[[Philippe Blanchard]], Erwin Brüning|chapter=Proposition 14.1.2 (Fréchet–von Neumann–Jordan)|chapter-url=https://books.google.com/books?id=1g2rikccHcgC&pg=PA192|page=192|title=भौतिकी में गणितीय विधियाँ: वितरण, हिल्बर्ट अंतरिक्ष संचालक और परिवर्तनशील विधियाँ|year=2003|publisher=Birkhäuser|isbn=0817642285}}</ref><ref name=Teschl>{{cite book|author=[[Gerald Teschl]]|title=क्वांटम यांत्रिकी में गणितीय तरीके: श्रोडिंगर ऑपरेटरों के अनुप्रयोगों के साथ|chapter=Theorem 0.19 (Jordan–von Neumann)|page=19|url=https://www.mat.univie.ac.at/~gerald/ftp/book-schroe/|isbn=978-0-8218-4660-5|year=2009|publisher=American Mathematical Society Bookstore}}</ref>




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प्रत्येक आंतरिक उत्पाद संतुष्ट करता है:
प्रत्येक आंतरिक उत्पाद संतुष्ट करता है:
<math display=block>\|x + y\|^2 = \|x\|^2 + \|y\|^2 + 2\operatorname{Re}\langle x, y \rangle \qquad \text{ for all vectors } x, y.</math>
<math display=block>\|x + y\|^2 = \|x\|^2 + \|y\|^2 + 2\operatorname{Re}\langle x, y \rangle \qquad \text{ for all vectors } x, y.</math>
के लिए हल करना <math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle</math> सूत्र देता है <math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle = \frac{1}{2} \left(\|x+y\|^2 - \|x\|^2 - \|y\|^2\right).</math> यदि आंतरिक उत्पाद वास्तविक है तो <math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle = \langle x, y \rangle</math> और यह सूत्र वास्तविक आंतरिक उत्पादों के लिए ध्रुवीकरण की पहचान बन जाता है।
<math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle</math> को लिए हल करने पर सूत्र मिलता है <math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle = \frac{1}{2} \left(\|x+y\|^2 - \|x\|^2 - \|y\|^2\right).</math> यदि आंतरिक उत्पाद वास्तविक है तो <math>\operatorname{Re}\langle x, y \rangle = \langle x, y \rangle</math> और यह सूत्र वास्तविक आंतरिक उत्पादों के लिए एक ध्रुवीकरण पहचान बन जाता है।


=== वास्तविक सदिश स्थान ===
=== वास्तविक सदिश स्थान ===


यदि सदिश समष्टि [[वास्तविक संख्या]]ओं से अधिक है तो ध्रुवीकरण सर्वसमिकाएँ हैं:{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}
यदि सदिश स्थान [[वास्तविक संख्या]] से अधिक है तो ध्रुवीकरण सर्वसमिका हैं:{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}


<math display="block">\begin{alignat}{4}
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<math display="block">2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2.</math>
<math display="block">2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2.</math>
इसका अर्थ यह भी है <math>L^p</math> क्लास कभी भी [[हिल्बर्ट अंतरिक्ष]] नहीं है <math>p\neq 2</math>, क्योंकि समांतर चतुर्भुज कानून संतुष्ट नहीं है। प्रति उदाहरण के लिए, विचार करें <math>x=1_A</math> तथा <math>y=1_B</math> किन्हीं दो असंयुक्त उपसमुच्चयों के लिए <math>A,B</math> सामान्य डोमेन का <math>\Omega\subset\mathbb{R}^n</math> और समांतर चतुर्भुज नियम के अंतर्गत दोनों समुच्चयों की माप की गणना कर सकेंगे।
इसका अर्थ यह भी है <math>L^p</math> कक्षा [[हिल्बर्ट अंतरिक्ष|हिल्बर्ट स्थान]] नहीं है जब भी <math>p\neq 2</math>, क्योंकि समांतर चतुर्भुज नियम संतुष्ट नहीं होता है। प्रति उदाहरण के लिए, <math>x=1_A</math> तथा <math>y=1_B</math> पर विचार करें।सामान्य डोमेन के दो भिन्न उपसमुच्चय <math>A,B</math>, <math>\Omega\subset\mathbb{R}^n</math> और समांतर चतुर्भुज नियम के अंतर्गत दोनों समुच्चयों की माप की गणना कर सकेंगे।।


=== जटिल वेक्टर रिक्त स्थान ===
=== जटिल वेक्टर रिक्त स्थान ===


[[जटिल संख्या]]ओं पर वेक्टर रिक्त स्थान के लिए, उपरोक्त सूत्र बिल्कुल सही नहीं हैं क्योंकि वे (जटिल) आंतरिक उत्पाद के [[काल्पनिक भाग]] का वर्णन नहीं करते हैं।
[[जटिल संख्या|जटिल संख्याओं]] वेक्टर रिक्त स्थान के लिए, उपरोक्त सूत्र बिल्कुल सही नहीं हैं क्योंकि वे (जटिल) आंतरिक उत्पाद के [[काल्पनिक भाग]] का वर्णन नहीं करते हैं।
हालांकि, एक समान अभिव्यक्ति यह सुनिश्चित करती है कि वास्तविक और काल्पनिक दोनों भागों को बरकरार रखा जाए।
चूंकि,एक समान अभिव्यक्ति यह सुनिश्चित करती है कि वास्तविक और काल्पनिक दोनों भागों को स्थिर रखा जाए।
आंतरिक उत्पाद का जटिल हिस्सा इस बात पर निर्भर करता है कि यह पहले या दूसरे तर्क में [[एंटीलाइनर नक्शा]] है या नहीं।
आंतरिक उत्पाद का जटिल हिस्सा इस बात पर निर्भर करता है कि यह पहले या दूसरे तर्क में [[एंटीलाइनर नक्शा|एंटीलाइनर]] है या नहीं।
अंकन <math>\langle x | y \rangle,</math> जो आमतौर पर भौतिकी में उपयोग किया जाता है, उसे एंटीलीनियर मैप माना जाएगा {{em|first}} तर्क जबकि <math>\langle x,\, y \rangle,</math> जो आमतौर पर गणित में प्रयोग किया जाता है, उसे एंटीलीनियर माना जाएगा {{em|second}} बहस।
अंकन <math>\langle x | y \rangle,</math> जो सामान्यतः भौतिकी में उपयोग किया जाता है, पहले तर्क में प्रतिरेखीय माना जाएगा <math>\langle x,\, y \rangle,</math>जो सामान्यतः गणित में प्रयोग किया जाता है, इसके दूसरे तर्क को एंटीलीनियर माना जाएगा।वे सूत्र द्वारा संबंधित हैं:
वे सूत्र द्वारा संबंधित हैं:
<math display=block>\langle x,\, y \rangle = \langle y \,|\, x \rangle \quad \text{ for all } x, y \in H.</math>
<math display=block>\langle x,\, y \rangle = \langle y \,|\, x \rangle \quad \text{ for all } x, y \in H.</math>
किसी भी आंतरिक उत्पाद का [[वास्तविक भाग]] (इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा तर्क एंटीलीनियर है और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह असली या जटिल है) एक सममित बिलिनियर मानचित्र है जो किसी भी के लिए <math>x, y \in H</math> हमेशा बराबर होता है:{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}<ref group=proof name=RealPartEquivalentFormsAndFormulasProof />
किसी भी आंतरिक उत्पाद का [[वास्तविक भाग]] (इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा तर्क एंटीलीनियर है और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह असली या जटिल है) एक सममित बिलिनियर मानचित्र है जो किसी भी <math>x, y \in H</math> हमेशा बराबर होता है:{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}<ref group=proof name=RealPartEquivalentFormsAndFormulasProof />
<math display=block>\begin{alignat}{4}
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R(x, y)  
R(x, y)  
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इस प्रकार <math>R(ix, y) = - R(x, iy),</math> जो सादे अंग्रेजी में कहता है कि एक कारक को स्थानांतरित करना <math>i = \sqrt{-1}</math> दूसरे तर्क के लिए, एक नकारात्मक चिह्न का परिचय दें।
इस प्रकार <math>R(ix, y) = - R(x, iy),</math> जो सादे अंग्रेजी में कहता है कि एक कारक को स्थानांतरित करना <math>i = \sqrt{-1}</math> दूसरे तर्क के लिए, एक नकारात्मक चिह्न का परिचय दें।


  {{collapse top|title={{anchor|Proof of formulas and equivalent forms}}Proof of properties of <math>R</math>|left=true}}
  {{collapse top|title={{लंगर डालना| सूत्रों और समकक्ष रूपों का प्रमाण
}}के गुणों का प्रमाण<math>R</math>|left=सच}}
होने देना
होने देना
  <math display=block>R(x, y) := \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \|x-y\|^2\right).</math> फिर <math>2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2</math> तात्पर्य
  <math display=block>R(x, y) := \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \|x-y\|^2\right).</math> फिर <math>2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 = \|x+y\|^2 + \|x-y\|^2</math> तात्पर्य
  <math display=block>R(x, y) = \frac{1}{4} \left(\left(2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 - \|x-y\|^2\right) - \|x-y\|^2\right) = \frac{1}{2} \left(\|x\|^2 + \|y\|^2 - \|x-y\|^2\right)</math> तथा
  <math display=block>R(x, y) = \frac{1}{4} \left(\left(2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 - \|x-y\|^2\right) - \|x-y\|^2\right) = \frac{1}{2} \left(\|x\|^2 + \|y\|^2 - \|x-y\|^2\right)</math> तथा
  <math display=block>R(x, y) = \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \left(2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 - \|x+y\|^2\right)\right) = \frac{1}{2} \left(\|x+y\|^2 - \|x\|^2 - \|y\|^2\right).</math> इसके अतिरिक्त,
  <math display=block>R(x, y) = \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \left(2\|x\|^2 + 2\|y\|^2 - \|x+y\|^2\right)\right) = \frac{1}{2} \left(\|x+y\|^2 - \|x\|^2 - \|y\|^2\right).</math> इसके अतिरिक्त,
  <math display=block>4R(x, y) = \|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 = \|y+x\|^2 - \|y-x\|^2 = 4R(y, x),</math> जो यह साबित करता है <math>R(x, y) = R(y, x).</math> से <math>1 = i (-i)</math> यह इस प्रकार है कि <math>y-ix = i(-iy-x) = -i(x+iy)</math> तथा <math>y+ix = i(-iy+x) = i(x-iy)</math> ताकि
  <math display=block>4R(x, y) = \|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 = \|y+x\|^2 - \|y-x\|^2 = 4R(y, x),</math> जो यह सिद्ध करता है <math>R(x, y) = R(y, x).</math> से <math>1 = i (-i)</math> यह इस प्रकार है कि <math>y-ix = i(-iy-x) = -i(x+iy)</math> तथा <math>y+ix = i(-iy+x) = i(x-iy)</math> ताकि
  <math display=block>-4R(y, ix) = \|y-ix\|^2 - \|y+ix\|^2 = \|(-i)(x+iy)\|^2 - \|i(x-iy)\|^2 = \|x+iy\|^2 - \|x-iy\|^2 = 4R(x, iy),</math> जो यह साबित करता है <math>R(y, ix) = - R(x, iy).</math>  
  <math display=block>-4R(y, ix) = \|y-ix\|^2 - \|y+ix\|^2 = \|(-i)(x+iy)\|^2 - \|i(x-iy)\|^2 = \|x+iy\|^2 - \|x-iy\|^2 = 4R(x, iy),</math> जो यह सिद्ध करता है <math>R(y, ix) = - R(x, iy).</math>  
<math>\blacksquare</math>
<math>\blacksquare</math>
<!--Proof:
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पहले तर्क में एंटीलाइनर
पहले तर्क में एंटीलाइनर


आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान <math>\langle x \,|\, y \rangle,</math> जो कि एंटीलीनियर मैप है {{em|first}} तर्क, हैं
आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान <math>\langle x \,|\, y \rangle,</math> जो पहले तर्क में एंटीलीनियर है,  
:<math>\begin{alignat}{4}
:<math>\begin{alignat}{4}
\langle x \,|\, y \rangle  
\langle x \,|\, y \rangle  
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&= R(x, y) + i R(ix, y) \\
&= R(x, y) + i R(ix, y) \\
\end{alignat}</math>
\end{alignat}</math>
कहाँ पे <math>x, y \in H.</math> दूसरी से अंतिम समानता [[एक रैखिक कार्यात्मक के वास्तविक और काल्पनिक भाग]]ों के सूत्र के समान है <math>\varphi</math> इसके वास्तविक भाग के संदर्भ में: <math>\varphi(y) = \operatorname{Re} \varphi(y) - i (\operatorname{Re} \varphi)(i y).</math> दूसरे तर्क में एंटीलीनियर
जहाँ <math>x, y \in H.</math> दूसरी से अंतिम समानता [[एक रैखिक कार्यात्मक के वास्तविक और काल्पनिक भाग|एक रैखिक कार्यात्मक <math>\varphi</math> को इसके वास्तविक]]  के संदर्भ में व्यक्त करने वाले सूत्र के समान है। भाग
 
<math>\varphi(y) = \operatorname{Re} \varphi(y) - i (\operatorname{Re} \varphi)(i y).</math> दूसरे तर्क में एंटीलीनियर


आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान <math>\langle x, \ y \rangle,</math> जो कि एंटीलीनियर मैप है {{em|second}} तर्क, का अनुसरण करता है <math>\langle x \,|\, y \rangle</math> रिश्ते से:
आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान <math>\langle x, \ y \rangle,</math> जो दूसरे तर्क में प्रतिरेखीय है, {{em|दूसरा}} तर्क, का अनुसरण करता है <math>\langle x \,|\, y \rangle</math> संबंध से:
  <math>\langle x, \ y \rangle := \langle y \,|\, x \rangle = \overline{\langle x \,|\, y \rangle} \quad \text{ for all } x, y \in H.</math> तो किसी के लिए <math>x, y \in H,</math>{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}
  <math>\langle x, \ y \rangle := \langle y \,|\, x \rangle = \overline{\langle x \,|\, y \rangle} \quad \text{ for all } x, y \in H.</math> तो किसी के लिए <math>x, y \in H,</math>{{sfn|Schechter|1996|pp=601-603}}
:<math>\begin{alignat}{4}
:<math>\begin{alignat}{4}
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इस अभिव्यक्ति को सममित रूप से व्यक्त किया जा सकता है:<ref>{{Cite web|last=Butler|first=Jon|date=20 June 2013|title=मानदंड - ध्रुवीकरण पहचानों की व्युत्पत्ति?|url=https://math.stackexchange.com/questions/425173/derivation-of-the-polarization-identities|url-status=live|archive-url=https://archive.today/raxIv|archive-date=14 October 2020|access-date=2020-10-14|website=Mathematics Stack Exchange}} See Harald Hanche-Olson's answer.</ref>
इस अभिव्यक्ति को सममित रूप से व्यक्त किया जा सकता है:<ref>{{Cite web|last=Butler|first=Jon|date=20 June 2013|title=मानदंड - ध्रुवीकरण पहचानों की व्युत्पत्ति?|url=https://math.stackexchange.com/questions/425173/derivation-of-the-polarization-identities|url-status=live|archive-url=https://archive.today/raxIv|archive-date=14 October 2020|access-date=2020-10-14|website=Mathematics Stack Exchange}} See Harald Hanche-Olson's answer.</ref>
<math display=block>\langle x, y \rangle = \frac{1}{4} \sum_{k=0}^3 i^k \left\|x + i^k y\right\|^2.</math>
<math display=block>\langle x, y \rangle = \frac{1}{4} \sum_{k=0}^3 i^k \left\|x + i^k y\right\|^2.</math>
दोनों मामलों का सारांश
दोनों स्थिति का सारांश


इस प्रकार यदि <math>R(x, y) + i I(x, y)</math> बिंदु पर कुछ आंतरिक उत्पाद के मूल्य के वास्तविक और काल्पनिक भागों को दर्शाता है <math>(x, y) \in H \times H</math> इसके डोमेन का, तो इसका काल्पनिक हिस्सा होगा:
इस प्रकार यदि <math>R(x, y) + i I(x, y)</math> बिंदु पर कुछ आंतरिक उत्पाद के मूल्य के वास्तविक और काल्पनिक भागों को दर्शाता है <math>(x, y) \in H \times H</math> तो इसका काल्पनिक हिस्सा होगा:
<math display=block>I(x, y) ~=~  
<math display=block>I(x, y) ~=~  
\begin{cases}
\begin{cases}
Line 104: Line 103:
~R(x, {\color{blue}i} y) & \qquad \text{ if antilinear in the } {\color{blue}2} \text{nd argument} \\
~R(x, {\color{blue}i} y) & \qquad \text{ if antilinear in the } {\color{blue}2} \text{nd argument} \\
\end{cases}</math>
\end{cases}</math>
जहां अदिश <math>i</math> हमेशा एक ही तर्क में स्थित होता है कि आंतरिक उत्पाद एंटीलीनियर है।
जहां अदिश <math>i</math> हमेशा एक ही तर्क में स्थित होता है कि आंतरिक उत्पाद एंटीलीनियर होता है।


का उपयोग करते हुए <math>R(ix, y) = - R(x, iy),</math> काल्पनिक भाग के लिए उपरोक्त सूत्र बन जाता है:
<math>R(ix, y) = - R(x, iy),</math>का उपयोग करके काल्पनिक भाग के लिए उपरोक्त सूत्र बन जाता है:
<math display=block>I(x, y) ~=~  
<math display=block>I(x, y) ~=~  
\begin{cases}
\begin{cases}
Line 121: Line 120:


{{math proof|proof=
{{math proof|proof=
We will only give the real case here; the proof for complex vector spaces is analogous.
हम यहां केवल वास्तविक स्तिथि देंगे; जटिल वेक्टर रिक्त स्थान के लिए प्रमाण समान है।


By the above formulas, if the norm is described by an inner product (as we hope), then it must satisfy
उपरोक्त सूत्रों द्वारा, यदि मानदंड एक आंतरिक उत्पाद (जैसा कि हम आशा करते हैं) द्वारा वर्णित किया गया है, तो उसे संतुष्ट होना चाहिए
<math display=block>\langle x, \ y \rangle = \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \|x-y\|^2\right) \quad \text{ for all } x, y \in H.</math>  
<math display=block>\langle x, \ y \rangle = \frac{1}{4} \left(\|x+y\|^2 - \|x-y\|^2\right) \quad \text{ for all } x, y \in H.</math>  


It remains to prove that this formula defines an inner product and that this inner product induces the norm <math>\|\cdot\|.</math>  
यह सिद्ध  करना अवशेष है कि यह सूत्र आंतरिक उत्पाद को परिभाषित करता है और यह आंतरिक उत्पाद आदर्श को प्रेरित करता है<math>\|\cdot\|.</math>  
Explicitly, the following will be shown:
Explicitly, the following will be shown:


Line 133: Line 132:
#<math>\langle x+z, y\rangle = \langle x, y\rangle + \langle z, y\rangle \quad \text{ for all } x, y, z \in H,</math>  
#<math>\langle x+z, y\rangle = \langle x, y\rangle + \langle z, y\rangle \quad \text{ for all } x, y, z \in H,</math>  
#<math>\langle \alpha x, y \rangle = \alpha\langle x, y \rangle \quad \text{ for all } x, y \in H \text{ and all } \alpha \in \R</math>
#<math>\langle \alpha x, y \rangle = \alpha\langle x, y \rangle \quad \text{ for all } x, y \in H \text{ and all } \alpha \in \R</math>
(This axiomatization omits [[Positive-definite bilinear form|positivity]], which is implied by (1) and the fact that <math>\|\cdot\|</math> is a norm.)
(यह अभिगृहीतीकरण [[सकारात्मक-निश्चित बिलिनियर रूप|सकारात्मकता]] को छोड़ देता है, जो (1) द्वारा निहित है और तथ्य यह है कि <math>\|\cdot\|</math> is a norm.)


For properties (1) and (2), substitute: <math display=inline>\langle x, x \rangle = \frac{1}{4} \left(\|x+x\|^2 - \|x-x\|^2\right) = \|x\|^2,</math> and <math>\|x-y\|^2 = \|y-x\|^2.</math>
संपत्तियों के लिए (1) and (2), स्थानापन्न: <math display=inline>\langle x, x \rangle = \frac{1}{4} \left(\|x+x\|^2 - \|x-x\|^2\right) = \|x\|^2,</math> and <math>\|x-y\|^2 = \|y-x\|^2.</math>


For property (3), it is convenient to work in reverse.
संपत्ति (3) के लिए, रिवर्स में काम करना सुविधाजनक है।
It remains to show that
यह दिखाना अवशेष है
<math display=block>\|x+z+y\|^2 - \|x+z-y\|^2 \overset{?}{=} \|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 + \|z+y\|^2 - \|z-y\|^2</math>
<math display=block>\|x+z+y\|^2 - \|x+z-y\|^2 \overset{?}{=} \|x+y\|^2 - \|x-y\|^2 + \|z+y\|^2 - \|z-y\|^2</math>
or equivalently,
या समकक्ष,<math display=block>2\left(\|x+z+y\|^2 + \|x-y\|^2\right) - 2\left(\|x+z-y\|^2 + \|x+y\|^2\right) \overset{?}{=} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2.</math>
<math display=block>2\left(\|x+z+y\|^2 + \|x-y\|^2\right) - 2\left(\|x+z-y\|^2 + \|x+y\|^2\right) \overset{?}{=} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2.</math>


Now apply the parallelogram identity:
अब समांतर चतुर्भुज पहचान लागू करें:
<math display=block>2\|x+z+y\|^2 + 2\|x-y\|^2 = \|2x+z\|^2 + \|2y+z\|^2</math>
<math display=block>2\|x+z+y\|^2 + 2\|x-y\|^2 = \|2x+z\|^2 + \|2y+z\|^2</math>
<math display=block>2\|x+z-y\|^2 + 2\|x+y\|^2 = \|2x+z\|^2 + \|z-2y\|^2</math>
<math display=block>2\|x+z-y\|^2 + 2\|x+y\|^2 = \|2x+z\|^2 + \|z-2y\|^2</math>
Thus it remains to verify:
इस प्रकार यह सत्यापित करना अवशेष है:
<math display=block>\cancel{\|2x+z\|^2} + \|2y+z\|^2 - (\cancel{\|2x+z\|^2} + \|z-2y\|^2) \overset{?}{{}={}} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2</math>
<math display=block>\cancel{\|2x+z\|^2} + \|2y+z\|^2 - (\cancel{\|2x+z\|^2} + \|z-2y\|^2) \overset{?}{{}={}} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2</math>
<math display=block>\|2y+z\|^2 - \|z-2y\|^2 \overset{?}{=} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2</math>
<math display=block>\|2y+z\|^2 - \|z-2y\|^2 \overset{?}{=} 2\|z+y\|^2 - 2\|z-y\|^2</math>


But the latter claim can be verified by subtracting the following two further applications of the parallelogram identity:
लेकिन समांतर चतुर्भुज पहचान के निम्नलिखित दो और अनुप्रयोगों को घटाकर बाद के प्रभुत्व को सत्यापित किया जा सकता है:
<math display=block>\|2y+z\|^2 + \|z\|^2 = 2\|z+y\|^2 + 2\|y\|^2</math>
<math display=block>\|2y+z\|^2 + \|z\|^2 = 2\|z+y\|^2 + 2\|y\|^2</math>
<math display=block>\|z-2y\|^2 + \|z\|^2 = 2\|z-y\|^2 + 2\|y\|^2</math>
<math display=block>\|z-2y\|^2 + \|z\|^2 = 2\|z-y\|^2 + 2\|y\|^2</math>


Thus (3) holds.
इस प्रकार (3) धारण करता है।


It can be verified by induction that (3) implies (4), as long as <math>\alpha \in \Z.</math>  
इसे प्रेरण द्वारा सत्यापित किया जा सकता है कि (3) का अर्थ है (4), जब तक <math>\alpha \in \Z.</math>  
But "(4) when <math>\alpha \in \Z</math>" implies "(4) when <math>\alpha \in \Q</math>".  
But "(4) when <math>\alpha \in \Z</math>" implies "(4) जब <math>\alpha \in \Q</math>".  
And any positive-definite, [[Characteristic zero|real-valued]], <math>\Q</math>-bilinear form satisfies the [[Cauchy–Schwarz inequality]], so that <math>\langle \sdot,\sdot \rangle</math> is continuous.
और कोई सकारात्मक-निश्चित, [[विशेषता शून्य|वास्तविक-मूल्यवान]], <math>\Q</math>-द्विरेखीय रूप [[कॉची-श्वार्ज़ असमानता]] को संतुष्ट करता है, जिससे <math>\langle \sdot,\sdot \rangle</math>निरंतर है।
Thus <math>\langle \sdot,\sdot \rangle</math> must be <math>\R</math>-linear as well.
इस प्रकार<math>\langle \sdot,\sdot \rangle</math> होना चाहिए <math>\R</math>रैखिक भी।
}}
}}
एक आंतरिक उत्पाद मौजूद होने के लिए एक और आवश्यक और पर्याप्त शर्त जो किसी दिए गए मानदंड को प्रेरित करती है <math>\|\cdot\|</math> टॉलेमी की असमानता को संतुष्ट करने के लिए मानदंड है, जो है:<ref>{{Cite journal|last=Apostol|first=Tom M.|date=1967|title=टॉलेमी की असमानता और कॉर्डल मेट्रिक|url=https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/0025570X.1967.11975804|journal=Mathematics Magazine|volume=40|issue=5|pages=233–235| language=en| doi=10.2307/2688275|jstor=2688275}}</ref>
एक आंतरिक उत्पाद सम्मलित होने के लिए एक और आवश्यक और पर्याप्त शर्त जो किसी दिए गए मानदंड को प्रेरित करती है <math>\|\cdot\|</math> टॉलेमी की असमानता को संतुष्ट करने के लिए मानदंड है, जो है:<ref>{{Cite journal|last=Apostol|first=Tom M.|date=1967|title=टॉलेमी की असमानता और कॉर्डल मेट्रिक|url=https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/0025570X.1967.11975804|journal=Mathematics Magazine|volume=40|issue=5|pages=233–235| language=en| doi=10.2307/2688275|jstor=2688275}}</ref>
<math display=block>\|x - y\| \, \|z\| ~+~ \|y - z\| \, \|x\| ~\geq~ \|x - z\| \, \|y\| \qquad \text{ for all vectors } x, y, z.</math>
<math display=block>\|x - y\| \, \|z\| ~+~ \|y - z\| \, \|x\| ~\geq~ \|x - z\| \, \|y\| \qquad \text{ for all vectors } x, y, z.</math>


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== अनुप्रयोग और परिणाम ==
== अनुप्रयोग और परिणाम ==


यदि <math>H</math> तब एक जटिल हिल्बर्ट स्थान है <math>\langle x \mid y \rangle</math> वास्तविक है अगर और केवल अगर इसका काल्पनिक हिस्सा है <math>0 = R(x, iy) = \frac{1}{4} \left(\|x+iy\|^2 - \|x-iy\|^2\right),</math> जो होता है अगर और केवल अगर <math>\|x+iy\| = \|x-iy\|.</math> इसी प्रकार, <math>\langle x \mid y \rangle</math> (विशुद्ध रूप से) काल्पनिक है अगर और केवल अगर <math>\|x+y\| = \|x-y\|.</math> उदाहरण के लिए, से <math>\|x+ix\| = |1+i| \|x\| = \sqrt{2} \|x\| = |1-i| \|x\| = \|x-ix\|</math> यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है <math>\langle x | x \rangle</math> वास्तविक है और वह <math>\langle x | ix \rangle</math> विशुद्ध काल्पनिक है।
यदि <math>H</math> तब एक जटिल हिल्बर्ट स्थान है <math>\langle x \mid y \rangle</math> वास्तविक है यदि केवल इसका काल्पनिक भाग <math>0 = R(x, iy) = \frac{1}{4} \left(\|x+iy\|^2 - \|x-iy\|^2\right),</math>जो होता है और केवल  
 
<math>\|x+iy\| = \|x-iy\|.</math> इसी प्रकार, <math>\langle x \mid y \rangle</math> (विशुद्ध रूप से) काल्पनिक है यदि और केवल <math>\|x+y\| = \|x-y\|.</math> उदाहरण के लिए, से <math>\|x+ix\| = |1+i| \|x\| = \sqrt{2} \|x\| = |1-i| \|x\| = \|x-ix\|</math> यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है <math>\langle x | x \rangle</math> वास्तविक है और वह <math>\langle x | ix \rangle</math> विशुद्ध काल्पनिक है।


=== आइसोमेट्रिज ===
=== आइसोमेट्रिज ===
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अर्थात्, रैखिक आइसोमेट्री आंतरिक उत्पादों को संरक्षित करती है।
अर्थात्, रैखिक आइसोमेट्री आंतरिक उत्पादों को संरक्षित करती है।


यदि <math>A : H \to Z</math> इसके बजाय एक एंटीलीनियर मैप आइसोमेट्री है
यदि <math>A : H \to Z</math> इसके अतिरिक्तएक एंटीलीनियर मैप आइसोमेट्री है
<math display=block>\langle A h, A k \rangle_Z = \overline{\langle h, k \rangle_H} = \langle k, h \rangle_H \quad \text{ for all } h, k \in H.</math>
<math display=block>\langle A h, A k \rangle_Z = \overline{\langle h, k \rangle_H} = \langle k, h \rangle_H \quad \text{ for all } h, k \in H.</math>




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यह अनिवार्य रूप से सदिशों द्वारा गठित त्रिभुज के लिए कोसाइन के नियम का सदिश रूप है <math>\textbf{u}, \textbf{v},</math> तथा <math>\textbf{u}-\textbf{v}.</math> विशेष रूप से,
यह अनिवार्य रूप से सदिशों द्वारा गठित त्रिभुज के लिए कोसाइन के नियम का सदिश रूप है <math>\textbf{u}, \textbf{v},</math> तथा <math>\textbf{u}-\textbf{v}.</math> विशेष रूप से,
<math display=block>\textbf{u}\cdot\textbf{v} = \|\textbf{u}\|\,\|\textbf{v}\| \cos\theta,</math>
<math display=block>\textbf{u}\cdot\textbf{v} = \|\textbf{u}\|\,\|\textbf{v}\| \cos\theta,</math>
कहाँ पे <math>\theta</math> वैक्टर के बीच का कोण है <math>\textbf{u}</math> तथा <math>\textbf{v}.</math>
जहाँ पर <math>\theta</math> वैक्टर के बीच का कोण है <math>\textbf{u}</math> तथा <math>\textbf{v}.</math>




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&= \|\textbf{u}\|^2 + \|\textbf{v}\|^2 + 2(\textbf{u} \cdot \textbf{v}),
&= \|\textbf{u}\|^2 + \|\textbf{v}\|^2 + 2(\textbf{u} \cdot \textbf{v}),
\end{align}</math>
\end{align}</math>
और इसी तरह
और इसी प्रकार
<math display=block>\|\textbf{u} - \textbf{v}\|^2 = \|\textbf{u}\|^2 + \|\textbf{v}\|^2 - 2(\textbf{u} \cdot \textbf{v}).</math>
<math display=block>\|\textbf{u} - \textbf{v}\|^2 = \|\textbf{u}\|^2 + \|\textbf{v}\|^2 - 2(\textbf{u} \cdot \textbf{v}).</math>
ध्रुवीकरण पहचान के रूप (1) और (2) अब इन समीकरणों को हल करके अनुसरण करते हैं <math>\textbf{u} \cdot \textbf{v},</math> जबकि फॉर्म (3) इन दो समीकरणों को घटाने के बाद आता है।
ध्रुवीकरण पहचान के रूप (1) और (2) अब इन समीकरणों का समाधान  करके अनुसरण करते हैं <math>\textbf{u} \cdot \textbf{v},</math> जबकि फॉर्म (3) इन दो समीकरणों को घटाने के बाद आता है।
(इन दोनों समीकरणों को एक साथ जोड़ने पर समांतर चतुर्भुज नियम प्राप्त होता है।)
(इन दोनों समीकरणों को एक साथ जोड़ने पर समांतर चतुर्भुज नियम प्राप्त होता है।)


Line 217: Line 217:
4 B(u, v) &= Q(u + v)        - Q(u - v).
4 B(u, v) &= Q(u + v)        - Q(u - v).
\end{align}</math>
\end{align}</math>
तथाकथित [[सजातीय बहुपद]] बाद के सूत्र को प्रतिस्थापित करते हुए सामान्यीकृत करता है <math>Q</math> डिग्री के एक सजातीय बहुपद द्वारा <math>k</math> द्वारा परिभाषित <math>Q(v) = B(v, \ldots, v),</math> कहाँ पे <math>B</math> एक सममित है <math>k</math>-रैखिक नक्शा।<ref>{{harvnb|Butler|2013}}. See Keith Conrad (KCd)'s answer.</ref>
तथाकथित [[सजातीय बहुपद]] बाद के सूत्र को सामान्य करता है<math>Q</math> को <math>Q(v) = B(v, \ldots, v),</math> द्वारा परिभाषित डिग्री <math>k</math> केएक सजातीय बहुपद द्वारा प्रतिस्थापित करता है।जहां <math>B</math> एक सममित <math>k</math>-रैखिक नक्शा है।<ref>{{harvnb|Butler|2013}}. See Keith Conrad (KCd)'s answer.</ref>
ऊपर दिए गए सूत्र उस मामले में भी लागू होते हैं जहां स्केलर (गणित) के [[क्षेत्र (गणित)]] में [[विशेषता (बीजगणित)]] दो हैं, हालांकि इस मामले में बाएं हाथ के सभी शून्य हैं।
ऊपर दिए गए सूत्र उस स्तिथि में भी लागू होते हैं जहां अदिश के [[क्षेत्र (गणित)|क्षेत्र]] में [[विशेषता (बीजगणित)|विशेषता]] दो होती  हैं, चूंकि इस स्तिथि में बाएं हाथ के पक्ष सभी शून्य हैं।
नतीजतन, विशेषता दो में द्विघात रूप के संदर्भ में एक सममित द्विरेखीय रूप के लिए कोई सूत्र नहीं है, और वे वास्तव में अलग धारणाएं हैं, एक तथ्य जिसका एल-सिद्धांत में महत्वपूर्ण परिणाम हैं; संक्षिप्तता के लिए, इस संदर्भ में सममित द्विरेखीय रूपों को अक्सर सममित रूपों के रूप में संदर्भित किया जाता है।
परिणामस्वरूप ,विशेषता दो में द्विघात रूप के संदर्भ में एक सममित द्विरेखीय रूप के लिए कोई सूत्र नहीं है, और वे वास्तव में भिन्न धारणाएं हैं, एक तथ्य जिसका L-सिद्धांत में महत्वपूर्ण परिणाम हैं; संक्षिप्तता के लिए, इस संदर्भ में "सममित द्विरेखीय रूपों" को प्रायः"सममित रूपों" के रूप में संदर्भित किया जाता है।
 
ये सूत्र एक [[क्रमविनिमेय अंगूठी|क्रमविनिमेय छल्ले]] पर [[मॉड्यूल (गणित)|मापांक]] द्वारा द्विरेखीय रूपों पर भी लागू होते हैं, चूंकि फिर से कोई केवल <math>B(u, v)</math> समाधान कर सकता है यदि 2 छल्ले में उलटा है, और अन्यथा ये भिन्न-भिन्न धारणाएं हैं।


ये सूत्र एक [[क्रमविनिमेय अंगूठी]] पर [[मॉड्यूल (गणित)]] पर बिलिनियर रूपों पर भी लागू होते हैं, हालांकि फिर से कोई केवल हल कर सकता है <math>B(u, v)</math> अगर 2 अंगूठी में उलटा है, और अन्यथा ये अलग-अलग धारणाएं हैं। उदाहरण के लिए, पूर्णांकों पर, [[अभिन्न द्विघात रूप]]ों को अभिन्न से अलग किया जा सकता है {{em|symmetric}} रूप, जो एक संकीर्ण धारणा है।
उदाहरण के लिए, पूर्णांकों पर, [[अभिन्न द्विघात रूप|अभिन्न द्विघात रूपों]] को अभिन्न सममित रूपों से भिन्न करता है, जो एक संकीर्ण धारणा है।।


अधिक आम तौर पर, एक रिंग इनवोल्यूशन की उपस्थिति में या जहां 2 व्युत्क्रमणीय नहीं है, कोई ε-द्विघात रूप को अलग करता है|<math>\varepsilon</math>-द्विघात रूप और ε-सममित रूप |<math>\varepsilon</math>- सममित रूप; एक सममित रूप एक द्विघात रूप को परिभाषित करता है, और द्विघात रूप से एक सममित रूप में ध्रुवीकरण पहचान (2 के एक कारक के बिना) को समरूपता मानचित्र कहा जाता है, और सामान्य रूप से एक समरूपता नहीं है। यह ऐतिहासिक रूप से एक सूक्ष्म अंतर रहा है: पूर्णांकों पर यह 1950 के दशक तक नहीं था कि दो बाहर (अभिन्न) के बीच संबंध {{em|quadratic}} फॉर्म) और दो में (इंटीग्रल {{em|symmetric}} रूप) समझा गया - अभिन्न द्विघात रूप में चर्चा देखें; और सर्जरी सिद्धांत के [[बीजगणित]] में, मिशचेंको मूल रूप से इस्तेमाल किया {{em|symmetric}} एल-समूह, सही के बजाय {{em|quadratic}} एल-समूह (दीवार और रानीकी के रूप में) - एल-सिद्धांत पर चर्चा देखें।
अधिक सामान्यतः, एक छल्ले घुमावदार होने का भाव की उपस्थिति में या जहां 2 व्युत्क्रमणीय नहीं है, कोई ε-रूपों और ε-सममित रूपों को भिन्न  करता है| एक सममित रूप एक द्विघात रूप को परिभाषित करता है, और ध्रुवीकरण पहचान (2 के एक कारक के बिना) एक द्विघात रूप से एक सममित रूप को "समरूपता मानचित्र" कहा जाता है,और सामान्य रूप से एक समरूपता नहीं है। यह ऐतिहासिक रूप से एक सूक्ष्म अंतर रहा है: पूर्णांकों पर यह 1950 के दशक तक नहीं था कि दो बाहर (अभिन्न द्विघात रूप) और दो में (अभिन्न सममित रूप) के बीच के संबंध को समझा गया था - अभिन्न द्विघात रूप में चर्चा देखें; और ऑपरेशन सिद्धांत के [[बीजगणित]] में, मिशचेंको ने मूल रूप से सही {{em|द्विघात}} L-समूहों, के अतिरिक्त {{em|सममित}} L-समूहों का उपयोग किया (जैसा कि वॉल और रानिकी में) L- सिद्धांत पर चर्चा देखें।


=== उच्च डिग्री के सजातीय बहुपद ===
=== उच्च डिग्री के सजातीय बहुपद ===


अंत में, इनमें से किसी भी संदर्भ में इन सर्वसमिकाओं को एक बहुपद की मनमानी डिग्री के सजातीय बहुपदों (अर्थात, [[बीजगणितीय रूप]]ों) तक बढ़ाया जा सकता है, जहां इसे [[ध्रुवीकरण सूत्र]] के रूप में जाना जाता है, और ध्रुवीकरण पर लेख में अधिक विस्तार से समीक्षा की जाती है। एक बीजगणितीय रूप का।
अंत में, इनमें से किसी भी संदर्भ में इन सर्वसमिकाओं को एक बहुपद की मनमानी डिग्री के सजातीय बहुपदों (अर्थात, [[बीजगणितीय रूप]]) तक बढ़ाया जा सकता है, जहां इसे [[ध्रुवीकरण सूत्र]] के रूप में जाना जाता है, और ध्रुवीकरण पर लेख में अधिक विस्तार से समीक्षा की जाती है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==


* {{annotated link|Inner product space}}
* {{annotated link|आंतरिक उत्पाद स्थान
* {{annotated link|Law of cosines}}
}}
* {{annotated link|Mazur–Ulam theorem}}
* {{annotated link|कोसाइन का नियम
* {{annotated link|Minkowski distance}}
}}
* {{annotated link|Parallelogram law}}
* {{annotated link|मजूर-उलम प्रमेय}}
* {{annotated link|Ptolemy's inequality}}
* {{annotated link|मिन्कोव्स्की दूरी}}
* {{annotated link|समांतर चतुर्भुज सिद्धांत
}}
* {{annotated link|टॉलेमी की असमानता
}}




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==ग्रन्थसूची==
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Latest revision as of 12:59, 27 October 2023

ध्रुवीकरण पहचान में शामिल वैक्टर

रेखीय बीजगणित में, गणित की एक शाखा, ध्रुवीकरण की पहचान सूत्रों की फैमिली में से कोई एक है जो एक आदर्श सदिश स्थान के मानदंड के संदर्भ में दो सदिश के आंतरिक उत्पाद को व्यक्त करता है।

यदि एक आंतरिक उत्पाद से एक मानदंड उत्पन्न होता है तो इस आंतरिक उत्पाद को पूरी तरह से मानदंड के रूप में व्यक्त करने के लिए ध्रुवीकरण पहचान का उपयोग किया जा सकता है। ध्रुवीकरण की पहचान दर्शाती है कि अधिकतम एक आंतरिक उत्पाद से एक मानक उत्पन्न हो सकता है; चूंकि, ऐसे मानक सम्मलित हैं जो किसी आंतरिक उत्पाद से उत्पन्न नहीं होते हैं।

किसी भी आंतरिक उत्पाद स्थान से जुड़ा मानदंड समांतर चतुर्भुज कानून को संतुष्ट करता है: वास्तव में, जैसा कि जॉन वॉन न्यूमैन ने देखा,[1] समांतर चतुर्भुज कानून उन मानदंडों को दर्शाता है जो आंतरिक उत्पादों से उत्पन्न होते हैं। एक मानक स्थान दिया गया , समांतर चतुर्भुज नियम और केवल एक आंतरिक उत्पाद पर सम्मलित है, जैसे कि सभी के लिए इस स्थिति में आंतरिक उत्पाद विशिष्ट रूप से ध्रुवीकरण पहचान के माध्यम से आदर्श द्वारा निर्धारित किया जाता है।[2][3]


ध्रुवीकरण पहचान

सदिश स्थान पर कोई भी आंतरिक उत्पाद स्थान समीकरण द्वारा एक आदर्श को प्रेरित करता है

ध्रुवीकरण की पहचान इस संबंध को उलट देती है, आंतरिक उत्पाद को आदर्श से पुनर्प्राप्त करती है। प्रत्येक आंतरिक उत्पाद संतुष्ट करता है:
को लिए हल करने पर सूत्र मिलता है यदि आंतरिक उत्पाद वास्तविक है तो और यह सूत्र वास्तविक आंतरिक उत्पादों के लिए एक ध्रुवीकरण पहचान बन जाता है।

वास्तविक सदिश स्थान

यदि सदिश स्थान वास्तविक संख्या से अधिक है तो ध्रुवीकरण सर्वसमिका हैं:[4]

ये विभिन्न रूप समांतर चतुर्भुज कानून के समतुल्य हैं:[proof 1]

इसका अर्थ यह भी है कक्षा हिल्बर्ट स्थान नहीं है जब भी , क्योंकि समांतर चतुर्भुज नियम संतुष्ट नहीं होता है। प्रति उदाहरण के लिए, तथा पर विचार करें।सामान्य डोमेन के दो भिन्न उपसमुच्चय , और समांतर चतुर्भुज नियम के अंतर्गत दोनों समुच्चयों की माप की गणना कर सकेंगे।।

जटिल वेक्टर रिक्त स्थान

जटिल संख्याओं वेक्टर रिक्त स्थान के लिए, उपरोक्त सूत्र बिल्कुल सही नहीं हैं क्योंकि वे (जटिल) आंतरिक उत्पाद के काल्पनिक भाग का वर्णन नहीं करते हैं। चूंकि,एक समान अभिव्यक्ति यह सुनिश्चित करती है कि वास्तविक और काल्पनिक दोनों भागों को स्थिर रखा जाए। आंतरिक उत्पाद का जटिल हिस्सा इस बात पर निर्भर करता है कि यह पहले या दूसरे तर्क में एंटीलाइनर है या नहीं। अंकन जो सामान्यतः भौतिकी में उपयोग किया जाता है, पहले तर्क में प्रतिरेखीय माना जाएगा जो सामान्यतः गणित में प्रयोग किया जाता है, इसके दूसरे तर्क को एंटीलीनियर माना जाएगा।वे सूत्र द्वारा संबंधित हैं:

किसी भी आंतरिक उत्पाद का वास्तविक भाग (इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा तर्क एंटीलीनियर है और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह असली या जटिल है) एक सममित बिलिनियर मानचित्र है जो किसी भी हमेशा बराबर होता है:[4][proof 1]
यह हमेशा एक सममित नक्शा होता है, जिसका अर्थ है[proof 1]
और यह भी संतुष्ट करता है:[proof 1]
इस प्रकार जो सादे अंग्रेजी में कहता है कि एक कारक को स्थानांतरित करना दूसरे तर्क के लिए, एक नकारात्मक चिह्न का परिचय दें।

style="background: #F0F2F5; font-size:87%; padding:0.2em 0.3em; text-align:left; " |
Template:लंगर डालनाके गुणों का प्रमाण

होने देना

फिर तात्पर्य
तथा
इसके अतिरिक्त,
जो यह सिद्ध करता है से यह इस प्रकार है कि तथा ताकि
जो यह सिद्ध करता है

इसके वास्तविक भाग के विपरीत, एक जटिल आंतरिक उत्पाद का काल्पनिक हिस्सा इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा तर्क विरोधी है।

पहले तर्क में एंटीलाइनर

आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान जो पहले तर्क में एंटीलीनियर है,

जहाँ दूसरी से अंतिम समानता एक रैखिक कार्यात्मक को इसके वास्तविक के संदर्भ में व्यक्त करने वाले सूत्र के समान है। भाग

दूसरे तर्क में एंटीलीनियर

आंतरिक उत्पाद के लिए ध्रुवीकरण की पहचान जो दूसरे तर्क में प्रतिरेखीय है, दूसरा तर्क, का अनुसरण करता है संबंध से:

 तो किसी के लिए [4]

इस अभिव्यक्ति को सममित रूप से व्यक्त किया जा सकता है:[5]

दोनों स्थिति का सारांश

इस प्रकार यदि बिंदु पर कुछ आंतरिक उत्पाद के मूल्य के वास्तविक और काल्पनिक भागों को दर्शाता है तो इसका काल्पनिक हिस्सा होगा:

जहां अदिश हमेशा एक ही तर्क में स्थित होता है कि आंतरिक उत्पाद एंटीलीनियर होता है।

का उपयोग करके काल्पनिक भाग के लिए उपरोक्त सूत्र बन जाता है:


आंतरिक उत्पाद का पुनर्निर्माण

एक आदर्श स्थान में यदि समानांतर चतुर्भुज कानून

धारण करता है, तो एक अद्वितीय आंतरिक उत्पाद मौजूद होता है पर ऐसा है कि सभी के लिए [4][1]

Proof

हम यहां केवल वास्तविक स्तिथि देंगे; जटिल वेक्टर रिक्त स्थान के लिए प्रमाण समान है।

उपरोक्त सूत्रों द्वारा, यदि मानदंड एक आंतरिक उत्पाद (जैसा कि हम आशा करते हैं) द्वारा वर्णित किया गया है, तो उसे संतुष्ट होना चाहिए

यह सिद्ध करना अवशेष है कि यह सूत्र आंतरिक उत्पाद को परिभाषित करता है और यह आंतरिक उत्पाद आदर्श को प्रेरित करता है Explicitly, the following will be shown:

(यह अभिगृहीतीकरण सकारात्मकता को छोड़ देता है, जो (1) द्वारा निहित है और तथ्य यह है कि is a norm.)

संपत्तियों के लिए (1) and (2), स्थानापन्न: and

संपत्ति (3) के लिए, रिवर्स में काम करना सुविधाजनक है। यह दिखाना अवशेष है

या समकक्ष,

अब समांतर चतुर्भुज पहचान लागू करें:

इस प्रकार यह सत्यापित करना अवशेष है:

लेकिन समांतर चतुर्भुज पहचान के निम्नलिखित दो और अनुप्रयोगों को घटाकर बाद के प्रभुत्व को सत्यापित किया जा सकता है:

इस प्रकार (3) धारण करता है।

इसे प्रेरण द्वारा सत्यापित किया जा सकता है कि (3) का अर्थ है (4), जब तक But "(4) when " implies "(4) जब ". और कोई सकारात्मक-निश्चित, वास्तविक-मूल्यवान, -द्विरेखीय रूप कॉची-श्वार्ज़ असमानता को संतुष्ट करता है, जिससे निरंतर है। इस प्रकार होना चाहिए रैखिक भी।

एक आंतरिक उत्पाद सम्मलित होने के लिए एक और आवश्यक और पर्याप्त शर्त जो किसी दिए गए मानदंड को प्रेरित करती है टॉलेमी की असमानता को संतुष्ट करने के लिए मानदंड है, जो है:[6]


अनुप्रयोग और परिणाम

यदि तब एक जटिल हिल्बर्ट स्थान है वास्तविक है यदि केवल इसका काल्पनिक भाग जो होता है और केवल

इसी प्रकार, (विशुद्ध रूप से) काल्पनिक है यदि और केवल उदाहरण के लिए, से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है वास्तविक है और वह विशुद्ध काल्पनिक है।

आइसोमेट्रिज

यदि दो हिल्बर्ट रिक्त स्थान के बीच एक रैखिक नक्शा आइसोमेट्री है (इसलिए सभी के लिए ) फिर

अर्थात्, रैखिक आइसोमेट्री आंतरिक उत्पादों को संरक्षित करती है।

यदि इसके अतिरिक्तएक एंटीलीनियर मैप आइसोमेट्री है


कोसाइन के नियम से संबंध

ध्रुवीकरण पहचान का दूसरा रूप इस रूप में लिखा जा सकता है

यह अनिवार्य रूप से सदिशों द्वारा गठित त्रिभुज के लिए कोसाइन के नियम का सदिश रूप है तथा विशेष रूप से,
जहाँ पर वैक्टर के बीच का कोण है तथा


व्युत्पत्ति

मानदंड और डॉट उत्पाद के बीच मूल संबंध समीकरण द्वारा दिया गया है

फिर
और इसी प्रकार
ध्रुवीकरण पहचान के रूप (1) और (2) अब इन समीकरणों का समाधान करके अनुसरण करते हैं जबकि फॉर्म (3) इन दो समीकरणों को घटाने के बाद आता है। (इन दोनों समीकरणों को एक साथ जोड़ने पर समांतर चतुर्भुज नियम प्राप्त होता है।)

सामान्यीकरण

सममित द्विरेखीय रूप

ध्रुवीकरण की पहचान आंतरिक उत्पादों तक ही सीमित नहीं है। यदि सदिश स्थान पर कोई भी सममित द्विरेखीय रूप है, और द्वारा परिभाषित द्विघात रूप है

फिर
तथाकथित सजातीय बहुपद बाद के सूत्र को सामान्य करता है, को द्वारा परिभाषित डिग्री केएक सजातीय बहुपद द्वारा प्रतिस्थापित करता है।जहां एक सममित -रैखिक नक्शा है।[7] ऊपर दिए गए सूत्र उस स्तिथि में भी लागू होते हैं जहां अदिश के क्षेत्र में विशेषता दो होती हैं, चूंकि इस स्तिथि में बाएं हाथ के पक्ष सभी शून्य हैं। परिणामस्वरूप ,विशेषता दो में द्विघात रूप के संदर्भ में एक सममित द्विरेखीय रूप के लिए कोई सूत्र नहीं है, और वे वास्तव में भिन्न धारणाएं हैं, एक तथ्य जिसका L-सिद्धांत में महत्वपूर्ण परिणाम हैं; संक्षिप्तता के लिए, इस संदर्भ में "सममित द्विरेखीय रूपों" को प्रायः"सममित रूपों" के रूप में संदर्भित किया जाता है।

ये सूत्र एक क्रमविनिमेय छल्ले पर मापांक द्वारा द्विरेखीय रूपों पर भी लागू होते हैं, चूंकि फिर से कोई केवल समाधान कर सकता है यदि 2 छल्ले में उलटा है, और अन्यथा ये भिन्न-भिन्न धारणाएं हैं।

उदाहरण के लिए, पूर्णांकों पर, अभिन्न द्विघात रूपों को अभिन्न सममित रूपों से भिन्न करता है, जो एक संकीर्ण धारणा है।।

अधिक सामान्यतः, एक छल्ले घुमावदार होने का भाव की उपस्थिति में या जहां 2 व्युत्क्रमणीय नहीं है, कोई ε-रूपों और ε-सममित रूपों को भिन्न करता है| एक सममित रूप एक द्विघात रूप को परिभाषित करता है, और ध्रुवीकरण पहचान (2 के एक कारक के बिना) एक द्विघात रूप से एक सममित रूप को "समरूपता मानचित्र" कहा जाता है,और सामान्य रूप से एक समरूपता नहीं है। यह ऐतिहासिक रूप से एक सूक्ष्म अंतर रहा है: पूर्णांकों पर यह 1950 के दशक तक नहीं था कि दो बाहर (अभिन्न द्विघात रूप) और दो में (अभिन्न सममित रूप) के बीच के संबंध को समझा गया था - अभिन्न द्विघात रूप में चर्चा देखें; और ऑपरेशन सिद्धांत के बीजगणित में, मिशचेंको ने मूल रूप से सही द्विघात L-समूहों, के अतिरिक्त सममित L-समूहों का उपयोग किया (जैसा कि वॉल और रानिकी में) L- सिद्धांत पर चर्चा देखें।

उच्च डिग्री के सजातीय बहुपद

अंत में, इनमें से किसी भी संदर्भ में इन सर्वसमिकाओं को एक बहुपद की मनमानी डिग्री के सजातीय बहुपदों (अर्थात, बीजगणितीय रूप) तक बढ़ाया जा सकता है, जहां इसे ध्रुवीकरण सूत्र के रूप में जाना जाता है, और ध्रुवीकरण पर लेख में अधिक विस्तार से समीक्षा की जाती है।

यह भी देखें

  • [[आंतरिक उत्पाद स्थान

|आंतरिक उत्पाद स्थान ]]

  • [[कोसाइन का नियम

|कोसाइन का नियम ]]

|समांतर चतुर्भुज सिद्धांत ]]

  • [[टॉलेमी की असमानता

|टॉलेमी की असमानता ]]


नोट्स और संदर्भ

  1. 1.0 1.1 Lax 2002, p. 53.
  2. Philippe Blanchard, Erwin Brüning (2003). "Proposition 14.1.2 (Fréchet–von Neumann–Jordan)". भौतिकी में गणितीय विधियाँ: वितरण, हिल्बर्ट अंतरिक्ष संचालक और परिवर्तनशील विधियाँ. Birkhäuser. p. 192. ISBN 0817642285.
  3. Gerald Teschl (2009). "Theorem 0.19 (Jordan–von Neumann)". क्वांटम यांत्रिकी में गणितीय तरीके: श्रोडिंगर ऑपरेटरों के अनुप्रयोगों के साथ. American Mathematical Society Bookstore. p. 19. ISBN 978-0-8218-4660-5.
  4. 4.0 4.1 4.2 4.3 Schechter 1996, pp. 601–603.
  5. Butler, Jon (20 June 2013). "मानदंड - ध्रुवीकरण पहचानों की व्युत्पत्ति?". Mathematics Stack Exchange. Archived from the original on 14 October 2020. Retrieved 2020-10-14. See Harald Hanche-Olson's answer.
  6. Apostol, Tom M. (1967). "टॉलेमी की असमानता और कॉर्डल मेट्रिक". Mathematics Magazine (in English). 40 (5): 233–235. doi:10.2307/2688275. JSTOR 2688275.
  7. Butler 2013. See Keith Conrad (KCd)'s answer.
  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 A proof can be found here.


ग्रन्थसूची