ベクトルたちスペース(空間)たち間リニアマップ(線形写像)のカーネル(核)はドメイン(定義域)のベクトルたちサブスペース(部分空間)であることの記述/証明
話題
About: ベクトルたちスペース(空間)
この記事の目次
開始コンテキスト
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のベクトルたちスペース(空間)たち間任意のリニアマップ(線形写像)のカーネル(核)は当該ドメイン(定義域)のベクトルたちサブスペース(部分空間)であるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(F\): \(\in \{\text{ 全てのフィールド(体)たち }\}\)
\(V_1\): \(\in \{\text{ 全ての } F \text{ ベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
\(V_2\): \(\in \{\text{ 全ての } F \text{ ベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
\(f\): \(: V_1 \to V_2\), \(\text{ 全てのリニアマップ(線形写像)たち }\)
\(Ker (f)\): \(= f \text{ のカーネル(核) }\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(Ker (f) \in \{V_1 \text{ の全てのベクトルたちサブスペース(部分空間)たち }\}\)
//
2: 証明
全体戦略: ステップ1: \(Ker (f)\)はリニアコンビネーション(線形結合)の下で閉じていることを見る; ステップ2: 本命題を結論する。
ステップ1:
\(Ker (f)\)はリニアコンビネーション(線形結合)の下で閉じていることを見よう。
\(v, v' \in Ker (f)\)および\(r, r' \in F\)を任意のものとしよう。
\(f (r v + r' v') = r f (v) + r' f (v') = r 0 + r' 0 = 0\)。
したがって、\(r v + r' v' \in Ker (f)\)。
\(0 \in Ker (f)\)。
ステップ2:
任意のベクトルたちスペース(空間)に対して、当該ベクトルたちスペース(空間)の任意の非空サブセット(部分集合)はベクトルたちサブスペース(部分空間)である、もしも、当該サブセット(部分集合)はリニアコンビネーション(線形結合)の下にクローズド(閉じている)である場合、そしてその場合に限って、という命題によって、\(Ker (f)\)は\(V_1\)のベクトルたちサブスペース(部分空間)である。