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两个线性变换 A B 乘积 P ,即 P = A B ,由方程 P x = A ( B x ) 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 P = A B 的含义。说 P 是一个变换,当然意味着给定一个向量 x P 会对其进行某种操作。它所做的操作是通过先用 B 作用于 x ,即求出 B x ,然后用 A 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 A B 进行变换的顺序意味着先由 B 进行变换,然后再由 A 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 𝒫 上。我们考虑微分变换 D 和乘法变换 T ,它们分别定义为 ( D x ) ( t ) = d x d t ( T x ) ( t ) = t x ( t ) ;我们有 ( D T x ) ( t ) = d d t ( t x ( t ) ) = x ( t ) + t d x d t 以及 ( T D x ) ( t ) = t d x d t . 换句话说,不仅 D T = T D 是错误的(从而 D T T D = 0 也是错误的),而且事实上,对于每一个 x 都有 ( D T T D ) x = x ,因此 D T T D = 1

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, 3 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: