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Aufgabe:

(a) Wir betrachten die lineare Abbildung \( \varphi: \mathbb{R}^{3} \rightarrow \mathbb{R}^{3} \), die durch

\( \varphi\left(\left[\begin{array}{l} x \\ y \\ z \end{array}\right]\right)=\left[\begin{array}{rrr} 2 & 1 & 3 \\ 1 & 4 & -1 \\ 0 & -7 & 5 \end{array}\right]\left[\begin{array}{l} x \\ y \\ z \end{array}\right] \)

definiert ist.

(i) Bestimmen Sie den Kern von \( \varphi \) und geben eine Basis für den Kern an.

(ii) Bestimmen Sie das Bild von \( \varphi \) und geben eine Basis für das Bild an.

(iii) Verifizieren Sie mit Ihren Ergebnissen aus (i) und (ii) die Gleichung

\( \operatorname{dim} V=\operatorname{dim} \operatorname{Kern}(\varphi)+\operatorname{dim} \operatorname{Bild}(\varphi) \)

(b) Es seien \( f, g: \mathbb{R}^{n} \rightarrow \mathbb{R}^{m} \) zwei lineare Abbildungen mit \( \operatorname{Kern}(f)=\operatorname{Kern}(g) \) und \( \operatorname{Bild}(f)= \) Bild \( (g) \). Folgt daraus \( f=g ? \)


Ansatz/Problem:

also beim Teil ai) hab ich als Kern [0,0,0] raus bekommen, wie bestimme ich jetzt die Basis?

Beim Teil ii) bräuchte ich auch Hilfe, da ich aus der Definition nur verstehe, dass es irgendwie mit den Spalten zu tun haben muss.

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1 Antwort

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Wenn der Kern tatsächlich der Nullvektor ist, ist das Bild R^3.

Du kannst daher als Basis des Bildes: {(1,0,0), (0,1,0), (0,0,1)} angeben.

Avatar von 162 k 🚀

Vielen Dank schonmal für Deine Antwort, könntest Du mir das eventuell generell erklären, wie ich an das Bild komme?

Generell spannen die Spaltenvektoren der Abbildungsmatrix das Bild auf. Da deine Matrix (wegen Kern : Nullvektor) die Determinante ≠ 0 hat, müssen die 3 Spaltenvektoren linear unabhängig sein. Das Bild hat daher die Dimension 3. Und das ist automatisch ganz R^3.

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