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两个线性变换 和 的 乘积 ,即 ,由方程 定义。
乘法的概念对于后续的所有内容都是至关重要的。在给出任何例子来阐明变换乘积的含义之前,让我们先观察一下符号 的含义。说 是一个变换,当然意味着给定一个向量 , 会对其进行某种操作。它所做的操作是通过先用 作用于 ,即求出 ,然后用 作用于该结果来确定的。换句话说,如果我们把变换的符号看作是执行某种行为的配方,那么两个变换乘积的符号应该从右向左阅读。按照 进行变换的顺序意味着先由 进行变换,然后再由 进行变换。这对于一个小问题来说似乎有些小题大做;然而,正如我们很快就会看到的,变换的乘法在一般情况下是不可交换的,我们进行变换的顺序会产生很大的不同。
最著名的不可交换性的例子存在于空间 上。我们考虑微分变换 和乘法变换 ,它们分别定义为 和 ;我们有 以及 换句话说,不仅 是错误的(从而 也是错误的),而且事实上,对于每一个 都有 ,因此 。
根据 线性变换一节 中的例子,读者应该能够构造出许多不可交换变换对的例子。例如,习惯于从几何角度思考线性变换的人可以很容易地让自己相信, 的两个旋转(绕原点)的乘积在一般情况下取决于它们执行的顺序。
数值乘法的大多数形式代数性质(除了已经提到的显著例外——交换律)在变换代数中都是成立的。因此我们有
所有这些恒等式的证明都是加法和乘法定义的直接推论;为了说明这一原理,我们证明分配律之一的 (3)。证明由以下计算组成: