Идея состояла в том, что в промежуточных выкладках линейность изоморфизмов просто не нужна.
Линейность изоморфизмов действительно не нужна. (Достаточно иметь естественную биекцию между
и
.) Но нужна (точнее, удобна) линейность возникающих по ходу дела функционалов. В комплексном случае есть два типичных подхода -- (1) задействовать "дуальные" пространства (с умножением
) и (2) использовать представление гильбертова пространства в виде
(или, что то же самое, разложение по гильбертову базису
). Это я и называю "чуть больше возни."