Deje que [math] V [/ math] sea un espacio vectorial sobre algún campo [math] F [/ math], y que [math] W \ subseteq V [/ math] no esté vacío y tenga la propiedad de que [math] x, y \ en W [/ matemática] implica [matemática] x – y \ en W [/ matemática]. ¿Qué otras condiciones en [matemáticas] V [/ matemáticas] son ​​necesarias para que [matemáticas] W [/ matemáticas] sea un subespacio de [matemáticas] V [/ matemáticas]?

Como el subconjunto W está cerrado por resta y no está vacío, contendrá 0, ya que si x es un elemento en W, entonces x – x, que es 0, estará en W.

También se cerrará mediante la suma ya que x + y = x – (o – y ).

Además, se cerrará bajo múltiplos integrales positivos ya que nx = x + x + … + x , donde hay n x ‘s en la suma. Por lo tanto, se cerrará bajo todos los múltiplos integrales ya que (- n ) x = – ( nx ).

Eso es suficiente para saber que si el campo F es un campo finito primo, entonces W es un subespacio de V.

No es suficiente para otros campos. Si F es el campo Q de números racionales, necesitará saber que si x es un elemento de W yn es un número entero positivo, entonces (1 / n ) x también se encuentra en W. Si esa condición se cumple, eso es suficiente para espacios vectoriales sobre Q. Pero todavía no es suficiente para espacios vectoriales sobre otros campos.

Para campos como R o C , realmente necesita que W esté cerrado bajo todos los múltiplos escalares. Es decir, si a es un elemento del campo F yx es un elemento de W, entonces ax también es un elemento de W.

También necesita que el espacio se cierre con la multiplicación escalar, es decir, para cualquier [matemática] f \ en F [/ matemática], [matemática] w \ en W [/ matemática], debe tener [matemática] f \ cdot w \ en W [/ matemáticas].

Un subespacio es solo un espacio vectorial cuyos elementos también son un subconjunto de algún otro espacio vectorial. Por lo tanto, debe cerrarse con la suma y la multiplicación escalar. El subespacio también debe satisfacer las otras propiedades de espacio vectorial necesarias, como la suma distributiva, etc. Pero como sabe que W es un subconjunto de V, hereda esas propiedades de V.

También debe mostrar que no está vacío.

Editar: No importa en esa parte. No estar vacío es una de sus suposiciones. Sin embargo, en general es necesario que esto sea cierto.