¿Qué es el álgebra multilineal? ¿Es una generalización del álgebra lineal?

Bueno, un mapa lineal es un mapa f: V -> W entre espacios vectoriales tal que f (ax + by) = af (x) + bf (y). Un mapa bilineal es un mapa f: U x V -> W tal que

[matemáticas] f (ax + by, z) = af (x, z) + bf (y, z) [/ matemáticas]

y

[matemáticas] f (z, ax + by) = af (z, x) + bf (z, y) [/ matemáticas]

– es decir, f es lineal en el primer y segundo componente independientemente. Probablemente puedas adivinar qué es un mapa trilineal, cuadrilíneo … o más generalmente un mapa multilineal.

Muchas personas (¡culpables!) Primero suponen ingenuamente que un mapa bilineal es un tipo de mapa lineal, pero este no es el caso: si tenemos dos vectores (u1, v1) y (u2, v2) en U x V, luego

[matemáticas] f (u_1 + u_2, v_1 ​​+ v_2) [/ matemáticas]
[matemáticas] = f (u_1, v_1 ​​+ v_2) + f (u_2, v_1 ​​+ v_2) [/ matemáticas]
[matemáticas] = f (u_1, v_1) + f (u_1, v_2) + f (u_2, v_1) + f (u_2, v_2), [/ matemáticas]

que no es lo mismo que

[matemáticas] f (u_1, v_1) + f (u_2, v_2) [/ matemáticas].

Sin embargo, es posible crear un espacio Z tal que los mapas lineales f: Z -> W correspondan a los mapas bilineales f: U x V -> W. Este espacio se llama el producto tensorial de U y V, denotado [matemática] U \ otimes V [/ math].

El tema del álgebra multilineal tiene que ver con el producto tensorial y sus amigos los productos simétricos y alternativos. Esto es de vital importancia, por ejemplo, en geometría diferencial, una gran parte de la cual es el estudio de haces tensoriales en múltiples, y en consecuencia una gran parte de cualquier tema que use física.