集合演算

対称差集合の演算

\[A\bigtriangleup B=A^{c}\bigtriangleup B^{c}\]
集合演算

差集合の演算

\[\left(A\setminus B\right)\setminus C=A\setminus\left(B\cup C\right)\]
集合演算

否定包含関係を含む式

\begin{align*}A\nsubseteq B & \Leftrightarrow B^{c}\nsubseteq A^{c}\\ & \Leftrightarrow A\cap B^{c}\ne\emptyset\\ & \Leftrightarrow B\subsetneq B\cup A\\ & \Leftrightarrow A\cap B\subsetneq A\\ & \Leftrightarrow A\setminus B\ne\emptyset\end{align*}
集合演算

等号なし包含関係を含む式

\[A\subsetneq B\Rightarrow A\subseteq B\]
集合演算

包含関係を含む式

\[A\subseteq A\cup B\]
集合演算

量化子と集合

\[\forall x\in X,x\in A\Leftrightarrow A=X\]
集合演算

空集合と全体集合を含む集合演算

\[A\cup A^{c}=X\]
集合演算

集合の演算の基本

\[A\cup\left(A^{c}\cap B\right)=A\cup B\]
集合演算

集合の演算の定義

\[A\cup B=\left\{ x;x\in A\lor x\in B\right\} \]
不等式

不等号の同値な条件

\[\forall n\in\mathbb{N},x\leq y\leftrightarrow x-\frac{1}{n}<y\]
行列

4元数のパウリ表示

\[e_{k}=-i\sigma_{k}\]
行列

パウリ行列によるガンマ行列のディラック表示

\[\begin{cases}\gamma^{0}=\sigma_{3}\otimes I_{2}\\\gamma^{j}=i\sigma_{2}\otimes\sigma_{j}\end{cases}\]
行列

パウリ行列の定義と性質

\[\sigma_{j}\sigma_{k}=I\delta_{jk}+i\sum_{l=1}^{3}\epsilon_{jkl}\sigma_{l}\]
内積空間

フロベニウス内積の定義

\[\left\langle A,B\right\rangle :=\tr\left(A^{*}B\right)\]
ベクトル空間

1次独立であることと同値な条件

\[\boldsymbol{a}_{1},\boldsymbol{a}_{2},\cdots,\boldsymbol{a}_{n+1}\text{が1次独立}\Leftrightarrow\boldsymbol{a}_{1},\boldsymbol{a}_{2},\cdots,\boldsymbol{a}_{n}\text{が1次独立}\land a_{n+1}\notin\left\langle \boldsymbol{a}_{1},\boldsymbol{a}_{2},\cdots,\boldsymbol{a}_{n}\right\rangle \]
ジョルダン標準形

ジョルダン標準形の例

ジョルダン標準形

ジョルダン細胞のべき乗と指数関数

\[\left(J_{n}^{m}\left(\lambda\right)\right)_{i,j}=C\left(m,j-i\right)\lambda^{m+i-j}\]
ジョルダン標準形

ジョルダン細胞とジョルダン標準形の定義

\[J_{n}\left(\lambda\right)=\left(\begin{array}{cccccc}\lambda & 1 & 0 & \cdots & 0 & 0\\0 & \lambda & 1 & \ddots & 0 & 0\\0 & 0 & \lambda & \ddots & 0 & 0\\\vdots & \vdots & \ddots & \ddots & \vdots & \vdots\\0 & 0 & 0 & \cdots & \lambda & 1\\0 & 0 & 0 & \cdots & 0 & \lambda\end{array}\right)\]
ジョルダン標準形

広義固有空間・広義固有ベクトルの性質

\[\dim\ker\left(\left(\lambda_{k}I-A\right)^{n_{k}}\right)=n_{k}\]
ジョルダン標準形

広義固有空間と広義固有ベクトルの定義

\[\widetilde{W}\left(\lambda_{k}\right)=\ker\left(\left(A-\lambda_{k}I\right)^{n_{k}}\right)\]
行列

エルミート形式・2次形式

\[f\left(\boldsymbol{x}\right)=\boldsymbol{x}^{*}A\boldsymbol{x}\]
行列

恒等的に成り立つ行列

\[A=B\Leftrightarrow\forall\boldsymbol{x}\in K^{n},A\boldsymbol{x}=B\boldsymbol{x}\]
行列

直交射影行列の定義と性質

\[P=A\left(A^{*}A\right)^{-1}A^{*}\]
行列

射影行列

\[P=A\left(B^{*}A\right)^{-1}B^{*}\]
線形写像

核・像・次元の性質

\[\ker A^{*}=\left(\im A\right)^{\perp}\]
内積空間

直交直和分解定理

\[W=X_{1}\oplus X_{2}\]
ノルム空間

バナッハ空間の閉部分空間はバナッハ空間

ノルム空間

バナッハ空間の例

\[\left\Vert \boldsymbol{x}\right\Vert _{p}=\left(\sum_{j=1}^{n}\left|x_{j}\right|^{p}\right)^{\frac{1}{p}}\]
ノルム空間

部分ノルム空間・直積ノルム空間・商ノルム空間の定義

\[\left(V\times W,\left\Vert \left(\boldsymbol{v},\boldsymbol{w}\right)\right\Vert _{V\times W}\right)\]
ノルム空間

有限次元空間のノルムは全て同値