概念導讀
有限雙邊理想:在上三角矩陣環中分開核對左吸收與右吸收
父環 U 是 𝔽₂ 上 2×2 上三角矩陣環(元素記為 (a,b,c),代表第一行 (a,b)、第二行 (0,c)),已通過有限含一環資格。(一)證明 I={(0,0,0),(0,1,0)} 是 U 的雙邊理想。(二)證明 L={(0,0,0),(1,0,0)} 滿足左吸收,但不是雙邊理想。(三)證明對角子環 D={(a,0,c)} 含 1 卻不是理想。(四)說明 {0} 與 U 本身是雙邊理想。
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概念導讀
父環 U 是 𝔽₂ 上 2×2 上三角矩陣環(元素記為 (a,b,c),代表第一行 (a,b)、第二行 (0,c)),已通過有限含一環資格。(一)證明 I={(0,0,0),(0,1,0)} 是 U 的雙邊理想。(二)證明 L={(0,0,0),(1,0,0)} 滿足左吸收,但不是雙邊理想。(三)證明對角子環 D={(a,0,c)} 含 1 卻不是理想。(四)說明 {0} 與 U 本身是雙邊理想。
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在 V=ℝ² 上取 ℓ¹ 範數 ‖x‖₁=|x₁|+|x₂| 與同一範數誘導的度量 d₁(x,y)=‖x−y‖₁。(一)證明 ‖·‖₁ 是範數、d₁ 是度量,並算出 d₁((3,−1),(1,2))。(二)由實數的 Cauchy 完備性完整證明 (ℝ²,d₁) 完備,所以 (ℝ²,‖·‖₁) 是實 Banach 空間;並引用有限維實賦範空間完備的命名定理。(三)證明 ‖·‖₁ 不滿足平行四邊形律,所以不是由任何內積誘導。
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設 M 為第一行 (2,1)、第二行 (1,3) 的整數對稱矩陣,⟨x,y⟩_M=xᵀMy(x,y∈ℝ²)。(一)分別證明 ⟨·,·⟩_M 雙線性、對稱、正定,所以是 ℝ² 上的內積;正定性以 2×2 Sylvester 條件(完整證明其充分與必要方向)作全稱證書。(二)判定 N(行 (1,2),(2,1))、P(行 (1,1),(1,1))、R(行 (2,1),(0,3))給出的形式為何不是內積。
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設 A 為第一行 (1,−2)、第二行 (3,4) 的整數矩陣,T(x)=Ax:ℝ²→ℝ²。(一)在兩端都用 ℓ^∞ 範數時,證明對所有 x 有 ‖Ax‖_∞≤7‖x‖_∞,且沒有更小的常數可用,所以 ‖T‖_{∞→∞}=7(最大行絕對值和)。(二)兩端都用 ℓ¹ 範數時,證明 ‖T‖_{1→1}=6(最大列絕對值和)。(三)說明非最佳常數、有限輸入與值域無界這三個陷阱。
概念導讀
(一)聯合表 J₁:X∈{0,1}、Y∈{0,1,2},P(0,0)=1/12、P(0,1)=1/12、P(0,2)=1/6、P(1,0)=1/6、P(1,1)=1/6、P(1,2)=1/3。由聯合表聚合兩個邊際,核對全部 6 個值對的乘積式,判定 X、Y 是否獨立;並證明獨立推出任意座標事件 {X∈S} 與 {Y∈T} 獨立與 E[XY]=E[X]E[Y]。(二)聯合表 J₂:X 在 {−1,0,1} 上均勻、Y=X²。證明 Cov(X,Y)=0 但 X、Y 不獨立。(三)聯合表 J₃ 說明只核一個值對不夠。
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設 G=(V,E),V={0,1,2,3,4,5,6},E 恰為 {0,1}、{0,2}、{1,2}、{3,4}、{4,5} 五條邊。先證明「有 path 相連」是 V 上的等價關係,再以完整 BFS 求出每個等價類,證明 BFS 回傳的集合恰為該類,並得出 Q(G)={{0,1,2},{3,4,5},{6}},其中孤立頂點 6 自成單點分量。
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以完整乘法表判定 ℤ/5ℤ 是有限整環、ℤ/6ℤ 不是;再把「每個非零元可逆」作為定義之後的定理,對任何有限整環用有限性證明,並在 ℤ/5ℤ 中求出全部逆元,同時說明 ℤ/6ℤ 中 2 為何沒有逆元。
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在 R=ℤ/4ℤ 上取 f=1+2x、g=2x。依係數序列定義計算 f+g、f·g、f·f、g·g 並正規化;證明首項係數公式 (fg)_{m+n}=f_m g_n,說明為何此處 deg(fg)=deg f+deg g 失敗;最後證明 R[x] 不是有限環。
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在任一實內積空間中證明 N(v)=√⟨v,v⟩ 是範數:非負與分離、絕對齊次、三角不等式(經由完整證明的 Cauchy–Schwarz)。再在 ℝ² 上以 A=[[2,1],[1,2]] 定義的內積,對 x=(1,0)、y=(0,1) 精確算出平方範數、距離平方,並做 Cauchy–Schwarz、三角不等式與平行四邊形恆等式的實例核對。
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在 Ω={0,1,2,3,4} 上,質量依序為 1/8、3/8、1/4、1/4、0,X 的值依序為 4、0、2、6、10,G 由分割 {0,1}、{2,3}、{4} 生成。由條件期望的兩項定義(G 可測、在每個 G 事件上積分相同)求出 E[X|G] 的全部版本,證明它在兩個正質量區塊上必為 1 與 4,在零質量區塊 {4} 上可取任意值(只幾乎處處決定),並說明逐點條件化、只核總期望與不加權平均為何都錯。
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在 Ω={0,1,2,3}(兩次擲幣:0=正正、1=正反、2=反正、3=反反)上,以分割編碼 P_0、P_1、P_2 表示時刻 0、1、2 的 σ 代數。證明「較晚分割細化較早分割 ⇔ σ 代數包含」,逐相鄰時刻完整核對,得出 (F_t) 是 filtration;給出不是 filtration 的分割序列;並證明 filtration 既不使每個過程 adapted,也不推出獨立。
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設 p=1/3,柱集證書規定每個有限 0-1 word w(長度 n、含 k 個 1)的機率為 p^k(1−p)^{n−k}。證明:此族一致且每層總和為 1;由此(配合引用的 Kolmogorov 存在定理)得到 {0,1}^ℕ 上的機率;每個 X_i 的完整邊際都是 Bernoulli(1/3);每個有限子族都獨立。再以三個對照說明:檢查過的 prefix、pairwise 獨立與相同期望都不足以宣稱無限 IID。
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在 X={0,1,2,3,4,5} 上,R 由 12 個明列的有序對給出。先完整認證 R 是等價關係,再依定義 [a]={x∈X ∣ aRx} 求出全部類;證明 aRb ⇒ [a]=[b]、任兩類相等或不交、各類覆蓋 X,得 K(R)={{0,3},{1,4},{2,5}}。最後以 S=R∪{(0,1),(1,0)} 說明未通過傳遞性的關係不能形成等價類。
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F₃ 是域,2/2=1;有限整環的非零乘法映射給逆元。
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驗 R^2 配 A=[[2,1],[1,2]] 的內積、範數、度量與完備性一致。
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在同一空間逐時核鞅的全部責任。
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X/R={ {0,2},{1,3} },且投影值是整個類。
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有單射A→B且|A|=2<3=|B|;反向滿射非單射。
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算出全實軸CDF、右連續值與跳躍。
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以共同有限空間明證依機率收斂。
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N₀×{0,1,2}以c(n,j)=3n+j單射到N₀,故至多可數。
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核兩部的全部責任,區分失敗partition與非二分。
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在極限CDF連續點證依分布收斂。
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I={0,2}為proper雙邊理想,R/I有兩個cosets及良定雙表。