Это всё понятно, но откуда следует, что наш континуум линейно независимых функций войдёт в базис
Любое линейно независимое семейство векторов можно дополнить до базиса.
Разумеется, этот наш континуум войдет не в
любой базис. Но это и не нужно.
Извиняюсь за непонятливость, а что такое алгебраическая размерность? Как она определяется...
Как в курсе линейной алгебры. Базисом ["Гамеля"] называется такое множество векторов, что любое конечное его подмножество линейно независимо, и любой вектор пространства выражается (конечной!!!) линейной комбинацией векторов этого множество. Мощность базиса называется алгебраической размерностью. Остальное я уже расписал выше:
Пространства одинаковой размерности изоморфны. Это вроде бы даже очевидно. Ну то есть во всех пространствах есть базис, все базисы любого пространства равномощны (то есть имеется понятие размерности), и пространства одинаковой размерности изоморфны, а неодинаковой - нет. То есть полная классификация. И всё это жутко неконструктивно. Думаю, это много где есть. В Куроше вроде было ("Лекции по общей алгебре").
Добавлено спустя 3 минуты 28 секунд:Всё же мне кажется неверным такое предположение: мощность базиса Гамеля линейного пространства равна мощности самого пространства.
Ну вы прям троллите, я бы сказал. Предположение, конечно, неверно. Но в нашем частном случае верно, доказательство - смотри выше.
А ваше рассуждение с

и

, кстати, не лишено смысла: только надо рассматривать их не как пространства над

, а как пространства над полем

рациональных чисел. Тогда они тоже будут бесконечномерными, и там тоже будут континуальные базисы Гамеля, и потому они будут изоморфны. В частности, отсюда следует, что изоморфны аддитивные группы

и

, и это общеизвестно всё.
Добавлено спустя 1 минуту 13 секунд:т.е. вот это не совсем понятно откуда:
Ах, да, Вы уже заметили, что я это написал, да? Ну это доказывается одновременно с рассуждением, что в любом пространстве есть базис, тем же методом.