• ベストアンサー

ベクトル空間

基本が分かっていないからか立ち往生しています。教えていただけると幸いです。 基底ベクトル空間En,(n=0,1,2...)を次のように構成する。 a*e_0=0、 e_n=A^n*e_0 (n=1,2...)     _ この基底に対するaおよびAの作用は a*e_n=n*h*ω*e_n-1, A*e_n=e_n+1 となる場合、a*e_n=n*h*ω*e_n-1をnに関する数学的帰納法で導く方法を教えて下さい。 (数式表現が分かりにくくなり、すみません)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • eatern27
  • ベストアンサー率55% (635/1135)
回答No.2

a*e[n+1] =aA*e[n] =(Aa+hω)*e[n] (交換関係より) に帰納法の仮定と,A*e[n]=e[n+1]を使えば、(n+1)hωe[n]になります。

gonoyo
質問者

お礼

丁寧にどうもありがとうございます。私もしっかり勉強したいと思います。

その他の回答 (1)

  • eatern27
  • ベストアンサー率55% (635/1135)
回答No.1

>a*e_n=n*h*ω*e_n-1, >A*e_n=e_n+1 >となる場合、 という前提で >a*e_n=n*h*ω*e_n-1 を導くんですか?(私には前者の前提と同じ式に見えるのですが) 何となくですが、生成消滅演算子のようなもの(ちょっと違うが)を念頭に置いていそうな感じなので、交換関係などが与えられている気が。

gonoyo
質問者

補足

ご質問ありがとうございます。 ハイゼンベルクの交換関係 xp-px=ih (h=プランク定数) より aA-Aa=hω, ω=√(k/m)という関係が満たされる という部分を載せていませんでした。 失礼しました。 ちなみに回答レベル1としてしまいましたが 3のすぐ回答してほしいの間違いです。 すぐ閲覧していただいてうれしいです。

関連するQ&A

  • ベクトル空間

    (1)零ベクトル0を含む、ベクトル空間V={0}の基底は何か?? という問題で、自分なりに本などを調べました。 そしたら、このベクトル空間の基底は『空集合』だということがわかりました。 しかし、どうして『空集合』になるのかがやはりよくわからないのです。 どうか、助言をお願いします。 (2)(e1,e2)も(f1,f2,f3)も同時にVの基底となることはできるか?? という問題についても自分なりに考えました。 f1かf2かf3のどれかひとつを0とすれば(f1,f2,f3)も2次元とみなすことができて、(e1,e2)と同時に基底となれるのではないか?と考えました。 この考え方は間違っていますか? どうか力になってください。 おねがいします。

  • 行列のなすベクトル空間?

    2次元実行列のなすベクトル空間をM2とし M2 = {A = [a11 a12, a21 a22] : aij ∈ R , (i,j =1,2)} (Aは2*2行列です、Rはベクトル表記かもしれません) 以下の2*2行列 E1 = | 1 1 | | 0 0 | E2= | 0 0 | | 1 1 | E3= | 1 0 | | 0 1 | E4= | 0 1 | | 1 1 | がM2の基底であることを示したいのですが、行列を成分とするベクトル空間は参考書では見つけられませんでした。 ベクトルが成分であれば線形独立を示せばよいと思いますが、行列の場合はどうすればよいのでしょうか?

  • ベクトル空間など

    (1){An}n=1~∞ : An+2 + An+1 + An + An-1 = 0, a≧2  の時=0の時、≧0の時の2つ、ベクトル空間かどうか調べよ。  ベクトル空間でないときその理由を述べよ。 (2)Aがエルミート行列の時その固有値は実数であることを示せ。  その時異なる固有値a≠bのそれぞれの固有空間  ker(a-A),ker(b-A)は直交することを示せ。 (3)Wをn次元ベクトル空間Uの部分空間とするとき  dimW = dimU ⇔ W=U を示せ (2)は実数であることは示せたんですが後半がわからないです… どなたか教えていただけないでしょうか?

  • 空間図形と空間ベクトルは一つの単元にまとめるべきか

     代数・幾何時代のように,空間図形と空間におけるベクトルは「空間図形とベクトル」という単元にまとめるべきだと思いますか。  次期指導要領では空間図形は数学Aで単元「図形の性質」の一部,空間におけるベクトルは数学Bで単元「ベクトル」の一部に含まれているようです。両者をまとめれば,直線・平面・球の方程式を扱うことができ,ベクトルの有用性が増すと思うのですが。

  • ベクトル空間(抽象論)

    また質問させていただきます。今高校3年ですが、進路が決まった ために先の勉強を独りでやっています。部分空間の話あたりまで なんとか読み進めているのですが、ちょっとわからない問題に 出くわしました。「解答略」といかめしい記述のある参考書で私 には重い壁です。 問題: 正の実数の集合R={x∈R|x>0} がR上のベクトル空間となるように和とスカラー倍を定義しなさい。 (ただし公理を示す必要はなく、零ベクトルと、x∈Rの逆ベクトル が何かを証明なしで答えてほしい)さらにそのベクトル空間の次元と 1組の基底を証明も交えて答えよ。 というものでした。次元と基底の意味はぼんやりわかっている程度で、 それぞれ、「基底を構成するベクトルの個数」と、「一次独立かつ 生成系であるベクトルの組」ですよね。上記の問題があまりにも抽象 的で、定義せよと言われても書くとすればどうすればよいのかという ことなのです。 特にこれができなければ先へ進めないということでもないかもしれま せんが、もやもやしてスッキリしません。どなたか具体的にご教授願 います。書いていただけると問題の意味がわかるかもしれないので。 お願い致します。

  • 空間ベクトルの従属・独立の証明

    sが4以上ならば、s個の空間ベクトルの組は必ず従属となることを証明せよ という問題なのですが、どのように解いたら良いのかわかりません。 3つのベクトルa,b,cが独立ならば (1)行列式(a b c)は0ではない (2)4点O,A(ベクトルa),B(ベクトルb),C(ベクトルc)は同一平面上にない (3)ベクトルa,b,cが平行六面体を作る という定理があると思うのですが、これを満たさなければ従属である、ということから導いていくのかなと思ったのですが、どのように証明すれば良いのかわかりません。 数学的帰納法を使用するのでしょうか? アドバイス等でも良いので、どなたか回答をお願いします。

  • ベクトル

    e1=(1,0,0,-1),e_2=(0,1,0,-1),e_3=(0,0,1,-1)が基底の4次元線形空間の元で、0と1の成分だけからなるベクトルはどう求めたらいいですか?

  • 数学の空間ベクトルの問題です

    空間ベクトルの問題について 問題の答えがわかりません 問題をのせるので回答してもらえたらうれしいです。 空間ベクトル→a、→bのなす角をθ(0゜≦θ≦180゜)とするとき空間ベクトル内積→a、→bを次のように定める。 →a・→b=|→a||→b|cosθ →a=→0または→b=→0のときは→a・→b=0と定める。 1、基本ベクトル→e1=(1,0,0)、→e2=(0,1,0)→e3=(0,0,1)がある。次の内積を求めよ。 (1)→e1・→e2= (2)→e2・→e3= (3)→e1・→e1= です。 回答よろしくお願いします

  • ベクトル空間 基底の問題について

    ある教科書で以下の問題がありました。 ・次のベクトルの組はK^3の基底となるか。  a=(2 1 3) b=(1 3 -1) c=(-6 -2 -8)  ※教科書では()内は縦書きです。  本の解答は「基底でない」になっています。  何度考えても、基底になると思われるのですが、いかがでしょうか?  数学の得意な方、解説いただければ助かります。  よろしくお願いします。

  • 線形代数学1

    数学の問題が解けなくて困ってます。どなたか助けてください。 3次元数ベクトル空間R^3を考える。 (1)e1=(1,0,0),e2=(0,1,0),e3=(0,0,1)がR^3の基底であることを示せ。 (2)a1=(1,0,-1),a2=(2,1,1),a3=(0,-3,2)がR^3の基底であることを示せ。