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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. 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 \(w=f(v)\), \(w^\prime =f(v^\prime)\).
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 \(d^{\prime \prime} = \dim \operatorname{Im}(f)\). 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.
11. 12. 2008, 23:17 Xx AmokPanda xX Auf diesen Beitrag antworten » lineare Abbildung Kern = Bild Hallo ich habe mit einer Aufgabe zu kämpfen, weil ich sie irgendwie nicht versteh und auch nicht wirklich weiß, was ich überhaupt machen muss Aufgabe: Geben Sie eine lineare Abbildung mit Bild = Kern an. Zeigen Sie, dass es eine solche Abbildung auf dem nicht gibt. Ideen wie ich rangehen soll habe ich irgendwie keine. 11. 2008, 23:22 kiste Eine lineare Abbildung ist doch bereits durch Angabe der Bilder von Basisvektoren bestimmt. 2 davon müssen auf 0 gehen weil sowohl Kern als auch Bild ja 2-dim sein müssen. Die anderen beiden musst du jetzt halt noch geeignet wählen. 11. 2008, 23:36 wieso müssen die 2 dimensional sein??? 11. 2008, 23:47 Ben Sisko Dimensionssatz/Rangsatz 12. 2008, 00:11 also müsste das dann so aussehen: Ich hab ja dann eine Basis aus { a, b, c, d} und dann hab ich festgelegt, das A ( a) = 0, A (b) = 0, A (c) = a, A (d) = b und: y = A x und daraus folgt: ´ -> Rang = 2, da Bild = Rang -> Bild gleich 2 und der Kern müsste doch wegen A(c) und A (d) auch 2 sein, da diese verschieden 0 sind oder???
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