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???
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. Problem/Ansatz: War leider nicht so meine Aufgabe. Habe nach langer Bedenkzeit immer noch nichts raus.
Der Kern einer Abbildung dient in der Algebra dazu, anzugeben, wie stark die Abbildung von der Injektivität abweicht. Dabei ist die genaue Definition abhängig davon, welche algebraischen Strukturen betrachtet werden. So besteht beispielsweise der Kern einer linearen Abbildung zwischen Vektorräumen und aus denjenigen Vektoren in, die auf den Nullvektor in abgebildet werden; er ist also die Lösungsmenge der homogenen linearen Gleichung und wird hier auch Nullraum genannt. In diesem Fall ist genau dann injektiv, wenn der Kern nur aus dem Nullvektor in besteht. Analoge Definitionen gelten für Gruppen- und Ringhomomorphismen. Der Kern ist von zentraler Bedeutung im Homomorphiesatz. Definition [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Ist ein Gruppenhomomorphismus, so wird die Menge aller Elemente von, die auf das neutrale Element von abgebildet werden, Kern von genannt. Er ist ein Normalteiler in. Ist eine lineare Abbildung von Vektorräumen (oder allgemeiner ein Modulhomomorphismus), dann heißt die Menge der Kern von.
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 \(w=f(v)\), \(w^\prime =f(v^\prime)\).
Sei \(U\subseteq V\) ein Komplementärraum von \(\operatorname{Ker}(f)\). Wir bezeichnen die Einschränkung von \(f\) auf \(U\) mit \(f_{|U}\). Ihr Bild liegt natürlich in \(\operatorname{Im}(f)\). Wir zeigen gleich, dass \(f_{|U}\colon U \to \operatorname{Im}(f)\) ein Isomorphismus ist. Daraus folgt jedenfalls der Satz, denn es folgt \(\dim (U) = \dim \operatorname{Im}(f)\) und damit \(\dim V = \dim \operatorname{Ker}(f) + \dim U = \dim \operatorname{Ker}(f) + \dim \operatorname{Im}(f)\) (benutze Satz 6. 46 oder Korollar 6. 54 und Lemma 7. 11). Um zu zeigen, dass \(f_{|U}\colon U \to \operatorname{Im}(f)\) ein Isomorphismus ist, zeigen wir die Injektivität und die Surjektivität. Injektivität. Ist \(u\in U\), \(f_{|U}(u) = 0\), so gilt \(u\in U\cap \operatorname{Ker}(f) = 0\), also \(u=0\). Surjektivität. Sei \(w\in \operatorname{Im}(f)\). Dann existiert \(v\in V\) mit \(f(v)=w\). Wir schreiben \(v = v^\prime + u\) mit \(v^\prime \in \operatorname{Ker}(f)\), \(u\in U\) und erhalten \[ f_{|U}(u) = f(v-v^\prime) = f(v) - f(v^\prime) = w. \] Korollar 7.
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