Два произвольных линейных пространства V и над одним и тем же полем называются изоморфными, если между элементами этих пространств можно установить взаимнооднозначное соответствие так, что если векторам отвечают соответственные вектора , то вектору отвечает вектор , а вектору при отвечает вектор .
Свойства изоморфных пространств.
10. Нулевому элементу V соответствует нулевой элемент и наоборот.
Док-во: Если .
20. Если элементам соответствуют , то линейная комбинация векторов равна нулю V, т.е. линейная комбинация с теми же коэффициентами равна нулю, т.е. .
Док-во следует из 10.
30. Если V и изоморфны, то максимальное число линейно независимых векторов в каждом из пространств одно и тоже, т.е. два изоморфных пространства имеют одну и туже размерность.
40. Пространства разных размерностей не могут быть изоморфными.
Теорема: Любые два n-мерных линейных пространства V и над одним и тем же полем изоморфны.
Док-во. Выберем в V базис − базис Каждому элементу , поставим в соответствие элемент с теми же координатами в базисе .
Однако это соответствие взаимнооднозначно, т.к. имеет единственным образом определенные координаты , которые в свою очередь, определяют единственный элемент .
В силу равноправности V и , соответствует единственный . Легко видеть, что если в силу введенного соответствия.
Т.о., все линейные пространства данной размерности n-ная полем изоморфны, т.е. их свойства, связанные с линейными операциями неразличимы.