は
で定まる和により可換群となり,写像の合成を積としてモノイドをなす.さらにこれらの演算に関して分配律が成り立ち,したがって環をなす.
以下,例によって“線型空間
により
は
により線型空間となる.
により線型空間となる.これを
任意の
は線型写像である:
とくに
は線型写像である.
明らか.
逆写像
が成り立つ.
線型写像の合成は線型写像である.
が成り立つ.
各
は群準同型であり,
は環準同型である.よって
任意の線型写像
が成り立つ.
より,剰余群
誘導群準同型の一意性より,写像
は環準同型であり,したがって
任意の線型写像
が成り立つ.
任意の全射線型写像
を誘導する.
より
が成り立つ.
を満たすものがただ一つ存在する:
が成り立つ.
写像
で定める.
となるので,
が成り立つ.
が成り立つ.実際,
が成り立つ.
となるので,
が成り立ち,
が成り立つ.
が成り立つ.
線型空間
とおく.これは
が成り立つ.
明らか.
(ii)
が成り立つので,
各
とすると,
となるが,
ヴァンデルモンドの行列式
より
であるから,
を得る.
が成り立つ.
よってlin-indep-subより,
は
が成り立つとき,
と書き,
が成り立つならば,
を満たすものが存在する.
(包含関係による)順序集合
を考える.
よってZornの補題より極大元
あとは
が成り立つことを示せばよい.
が定まるので,
任意の線型空間
extractを
が
を満たすものが得られる.
線型空間
一意性のみ示せばよい.そこで
線型空間
dualを見ると,同じ無限次元でも,
仮定より,線型独立な族
もし
となって不合理である.よって
が成り立つ.
線型独立な族
が成り立つ.
dim (ii)
が成り立つ.
が成り立つ.
が成り立つ.
が成り立つのだった(cf. complement,isom-thm).よって(
が成り立つ.同様に(
が成り立つ.