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Forum "Lineare Abbildungen" - Kern und Bild
Kern und Bild < Abbildungen < Lineare Algebra < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Kern und Bild: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:46 Do 11.12.2008
Autor: Lenchen89

Aufgabe
Gegeben ist eine lineare Abbildung g : [mm] \IR^{4} \to \IR^{3} [/mm] .
Die Vektoren (1,0,1,1) und (2,1,0,1) liegen im Kern von g .
Die Vektoren (1,0,2) und (2,1,1) liegen im Bild von g .

a) Welche Dimension haben Kern und Bild von g ?

b) Liegt der Vektor (1,1,0) im Bild von g ?

zu a)   Die Abbildung V [mm] \to [/mm] W ist in diesem Fall [mm] \IR^{4} \to \IR^{3} [/mm] . D.h. dim (V) [mm] \le [/mm] 4 , also auch dim Kern(g) [mm] \le [/mm] 4 und dim Bild(g) [mm] \le [/mm] 3.
Zum Kern von g gehören die Vektoren (1,0,1,1) und (2,1,0,1). Diese sind linear unabhängig voneinander. D.h. dim Kern(g) [mm] \ge [/mm] 2.
Zum Bild von g gehören die Vektoren (1,0,2) und (2,1,1). Diese sind auch linear unabhängig. Also dim Bild(g) [mm] \ge [/mm] 2.

Da allgemein gilt: dim (V) = dim Kern(f) + dim Bild (f)
bedeutet das hier: [mm] \le [/mm] 4 = [mm] \ge [/mm] 2 + [mm] \ge [/mm] 2
also dim (V) = 4 , dim Kern(g) = 2 , dim Bild(g) = 2

Stimmt das ? Kann ich das so machen ?

zu b)   Bild(g) = Spann ((1,0,2) , (2,1,1)) (da aus Teilaufgabe a) folgt, dass diese beiden Vektoren eine Basis des Bildes von g   sind).
Das bedeutet (1,1,0) müsste linear abhängig zu den Spannvektoren sein damit es im Bild(g) liegt. Ist diese Überlegung richtig ? Oder bin ich total auf dem Holzweg ???
Daraus würde dann folgen, dass des Vektor (1,1,0) nicht im Bild(g) liegt...

        
Bezug
Kern und Bild: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:02 Do 11.12.2008
Autor: angela.h.b.


> Gegeben ist eine lineare Abbildung g : [mm]\IR^{4} \to \IR^{3}[/mm]
> .
>  Die Vektoren (1,0,1,1) und (2,1,0,1) liegen im Kern von g
> .
>  Die Vektoren (1,0,2) und (2,1,1) liegen im Bild von g .
>  
> a) Welche Dimension haben Kern und Bild von g ?
>  
> b) Liegt der Vektor (1,1,0) im Bild von g ?
>  zu a)   Die Abbildung V [mm]\to[/mm] W ist in diesem Fall [mm]\IR^{4} \to \IR^{3}[/mm]
> . D.h. dim (V) [mm]\le[/mm] 4

Hallo,

nein, [mm] dim\IR^4 [/mm] =4, also hast Du hier dimV[b]=[b]4, [mm] dim\IR^3=3. [/mm]

Da Kern g ein Unterraum des [mm] \IR^4 [/mm] ist, ist

> also auch dim Kern(g) [mm]\le[/mm] 4,

und weil Bild g ein Unterraum des [mm] \IR^3 [/mm] ist, ist

> dim Bild(g) [mm]\le[/mm] 3.

>  Zum Kern von g gehören die Vektoren (1,0,1,1) und
> (2,1,0,1). Diese sind linear unabhängig voneinander. D.h.
> dim Kern(g) [mm]\ge[/mm] 2.

Ganz genau.

>  Zum Bild von g gehören die Vektoren (1,0,2) und (2,1,1).
> Diese sind auch linear unabhängig. Also dim Bild(g) [mm]\ge[/mm] 2.

Ja.

>  
> Da allgemein gilt: dim (V) = dim Kern(f) + dim Bild (f)
>  bedeutet das hier: [mm]\le[/mm] 4 = [mm]\ge[/mm] 2 + [mm]\ge[/mm] 2

Das ist seltsam aufgeschrieben.

Das müssen wir umgestalten:

[mm] 2\le [/mm] dim Kern = dim V - dim Bild [mm] \le [/mm] 4-2=2   ==> dim Kern g = 2

Fürs Bild entsprechend.

>  also dim (V) = 4 , dim Kern(g) = 2 , dim Bild(g) = 2
>  
> Stimmt das ?

Ja.

> Kann ich das so machen ?

Wie Du siehst. nahezu.

>  
> zu b)   Bild(g) = Spann ((1,0,2) , (2,1,1)) (da aus
> Teilaufgabe a) folgt, dass diese beiden Vektoren eine Basis
> des Bildes von g  sind).

Ja.

>  Das bedeutet (1,1,0) müsste linear abhängig zu den
> Spannvektoren sein damit es im Bild(g) liegt. Ist diese
> Überlegung richtig ?

Völlig richtig.

> Oder bin ich total auf dem Holzweg

> ???

Nein, nobelstes Pflaster.

>  Daraus würde dann folgen, dass des Vektor (1,1,0) nicht im
> Bild(g) liegt...

Genau.

Gruß v. Angela


Bezug
                
Bezug
Kern und Bild: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:26 Do 11.12.2008
Autor: Lenchen89

Na das lief ja gut ^^
Vielen Dank !!!

Bezug
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