Sei \(f\colon V\rightarrow W\) ein \(K\)-Vektorraumhomomorphismus. Definition 7. 20 Der Kern von \(f\) ist definiert als \[ \operatorname{Ker}(f):= f^{-1}(\{ 0 \}) = \{ v\in V;\ f(v) = 0 \}. \] Wie bei jeder Abbildung, so haben wir auch für die lineare Abbildung \(f\) den Begriff des Bildes \(\operatorname{Im}(f)\): \(\operatorname{Im}(f) = \{ f(v);\ v\in V\} \subseteq W\). Lemma 7. Lineare abbildung kern und bild mit. 21 Für jede lineare Abbildung \(f\colon V\to W\) ist \(\operatorname{Ker}(f)\) ein Untervektorraum von \(V\) und \(\operatorname{Im}(f)\) ein Untervektorraum von \(W\). Weil \(f(0)=0\) ist, ist \(0\in Ker(f)\). Sind \(v, v^\prime \in \operatorname{Ker}(f)\), so gilt \(f(v+v^\prime)=f(v)+f(v^\prime)=0+0=0\), also \(v+v^\prime \in \operatorname{Ker}(f)\). Sind \(v\in \operatorname{Ker}(f)\) und \(a\in K\), so gilt \(f(av)=af(v)=a\cdot 0 =0\), also \(av\in \operatorname{Ker}(f)\). Wir zeigen nun die Behauptung für \(\operatorname{Im}(f)\). Es gilt \(f(0)=0\), also \(0\in \operatorname{Im}(f)\). Sind \(w, w^\prime \in \operatorname{Im}(f)\), so existieren \(v, v^\prime \in V\) mit \(w=f(v)\), \(w^\prime =f(v^\prime)\).
Aufgabe: Im Vektorraum \( \mathbb{R}^{3} \) seien die Vektoren \( v_{1}=\left(\begin{array}{l}0 \\ 1 \\ 0\end{array}\right), v_{2}=\left(\begin{array}{l}0 \\ 0 \\ 1\end{array}\right), v_{3}=\left(\begin{array}{l}2 \\ 1 \\ 1\end{array}\right) \) und \( w_{1}=\left(\begin{array}{r}-1 \\ 1 \\ 2\end{array}\right), w_{2}=\left(\begin{array}{r}1 \\ 0 \\ -1\end{array}\right), w_{3}=\left(\begin{array}{r}4 \\ 1 \\ -3\end{array}\right) \) gegeben. a) Zeigen Sie, dass es genau eine lineare Abbildung \( \Phi: \mathbb{R}^{3} \rightarrow \mathbb{R}^{3} \) gibt mit \( \Phi\left(v_{i}\right)=w_{i} \) für \( i=1, 2, 3 \). b) Bestimmen Sie Kern \( \Phi \), Bild \( \Phi \) und deren Dimensionen. c) Zeigen Sie, dass \( \Phi \circ \Phi=\Phi \) ist. Kern und Bild einer linearen Abbildung. Problem/Ansatz: War leider nicht so meine Aufgabe. Habe nach langer Bedenkzeit immer noch nichts raus.
24 Seien \(V\), \(W\) endlich-dimensionale \(K\)-Vektorräume mit \(\dim V = \dim W\). Ferner sei \(f\colon V\rightarrow W\) eine lineare Abbildung. Dann sind äquivalent: \(f\) ist ein Isomorphismus, \(f\) ist injektiv, \(f\) ist surjektiv. Wir schreiben \(d = \dim (V) = \dim (W)\), \(d^\prime = \dim \operatorname{Ker}(f)\) und \(d^{\prime \prime} = \dim \operatorname{Im}(f)\). Lineare Abbildung, Bild und Kern | Mathelounge. Dann gilt \(0\le d^\prime, d^{\prime \prime} \le d\) und die Dimensionsformel besagt \(d^\prime + d^{\prime \prime} = d\). Daraus folgt die Äquivalenz \[ d^\prime =0\ \text{und}\ d^{\prime \prime} = d \quad \Longleftrightarrow \quad d^\prime = 0\quad \Longleftrightarrow \quad d^{\prime \prime} = d. \] Das Korollar folgt nun daraus, dass \(d^\prime =0\) gleichbedeutend damit ist, dass \(\operatorname{Ker}(f)=0\), also dass \(f\) injektiv ist, und dass \(d^{\prime \prime}=d\) bedeutet, dass \(\operatorname{Im}(f) = W\), also dass \(f\) surjektiv ist. Beachten Sie die Analogie zu Satz 3. 64 der besagt, dass eine Abbildung zwischen endlichen Mengen mit gleich vielen Elementen genau dann injektiv ist, wenn sie surjektiv ist.
Die Dimension des Kerns wird auch als Defekt bezeichnet und kann mit Hilfe des Rangsatzes explizit berechnet werden. Verallgemeinerungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Universelle Algebra [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] In der universellen Algebra ist der Kern einer Abbildung die durch induzierte Äquivalenzrelation auf, also die Menge. Wenn und algebraische Strukturen gleichen Typs sind (zum Beispiel und sind Verbände) und ein Homomorphismus von nach ist, dann ist die Äquivalenzrelation auch eine Kongruenzrelation. Lineare abbildung kern und bild online. Umgekehrt zeigt man auch leicht, dass jede Kongruenzrelation Kern eines Homomorphismus ist. Die Abbildung ist genau dann injektiv, wenn die Identitätsrelation auf ist. Kategorientheorie [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] In einer Kategorie mit Nullobjekten ist ein Kern eines Morphismus der Differenzkern des Paares, das heißt charakterisiert durch die folgende universelle Eigenschaft: Für die Inklusion gilt. Ist ein Morphismus, so dass ist, so faktorisiert eindeutig über.
Wir skizzieren noch einen etwas anderen Beweis des Korollars, der direkt Theorem 6. 43 und das folgende einfache Lemma benutzt. 7. 25 Sei \(f\colon V\to W\) ein Vektorraum-Homomorphismus. Seien \(v_1, \dots, v_n\in V\) linear unabhängig. Wir schreiben \(w_i:= f(v_i)\). Lineare Abbildungen, Kern und Bild – Mathe Krieger. Dann sind äquivalent: Die Abbildung \(f\) ist injektiv. Die Familie \(w_1, \dots, w_n\) ist linear unabhängig. Sei nun \(f\colon V\to W\) wie im Korollar ein Homomorphismus zwischen Vektorräumen derselben Dimension \(n\), und sei \(v_1, \dots, v_n\) eine Basis. Ist \(f\) injektiv, so sind die Bilder \(f(v_i)\) nach dem Lemma ebenfalls linear unabhängig, bilden also nach Theorem 6. 43 eine Basis. Damit enthält \(\operatorname{Im}(f)\) ein Erzeugendensystem, \(f\) ist folglich surjektiv. Ist andererseits \(f\) surjektiv, so bilden die \(f(v_i)\), die offenbar das Bild von \(f\) erzeugen, ein Erzeugendensystem von \(W\), das aus \(\dim (W)\) Elementen besteht, also eine Basis. Nach dem Lemma ist \(f\) injektiv. Für Abbildungen der Form \(\mathbf f_A\) für eine Matrix \(A\) folgt der Satz auch unmittelbar aus Korollar 5.
12. 2008, 00:12 Ja an sowas hab ich auch gedacht, ist korrekt. Warum es für R^5 nicht funktioniert sollte dann auch klar sein Anzeige 12. 2008, 00:24 ähm ehrlich gesagt ist das mir dann noch nicht klar, könnte mir das nur verbal vorstellen. Da im R5 5 vektoren existieren, kann der Kern nie dem Bild entsprechen, das es nie 3 vektoren gibt, die 0 werden, beziehungsweise der es immer zu einem ungleichgewicht kommt, aber wie kann man das anhand von Formeln begründen... und zu oben. Meine Abbildung von R4 -> R4 ist dann K: y= A x oder, weil ich mir auch noch nicht im klaren bin, ob das nun meine Abbildung ist, da ich die dort ja bloß als hilfsmittel definiert hab 12. 2008, 00:31 Zitat: Original von Xx AmokPanda xX Nicht so kompliziert... Muss ich den Link nochmal posten? Ja. Du solltest eine lin. Abb. angeben und das hast du getan... 12. 2008, 00:36 also zusammenfassend: Abbildung: K: y = Ax und warum es in R5 nicht existiert: Weil Kern A = Bild A wegen dem Dimensionssatz nicht gilt. Hätte jemand dafür vielleicht noch eine bessere begrüngung 12.