Autor Tema: Bases del núcleo y de la imagen

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11 Abril, 2013, 01:14 pm
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endder

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Buenos días.

Tengo un problema de álgebra lineal que tengo que resolver y no tengo muy claro cómo empezar. El problema es el siguente:

1. Sean la base B = {(1, 1), (1,-1)} de R^2 y la base canonica de R^3. Considerar la aplicacion lineal f : R^2 -> IR^3 cuya
matriz en las bases mencionadas tiene al menos un elemento nulo y que cumple f(1, 1) = (1, 1, 1), dim kerf = dim imf.
Calcular bases de ker f y de im f.

Bueno el caso es que tengo claro que para obtener la matriz de la aplicación lineal respecto de una base hay que calcular las imágenes de los vectores de dicha base, pero para ello necesito las ecuaciones de la aplicación lineal (al menos así e como lo he hecho otras veces).
Después, una vez tenga la matriz de la aplicación lineal no tengo muy claro cómo obtener los vectores del núcleo ni los de la imagen.

Os agradecería vuestra ayuda con esta cuestión. Gracias !

11 Abril, 2013, 01:50 pm
Respuesta #1

HernanV

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Hablemos de dimensiones.

El teorema de la dimensión afirma que \( \displaystyle 2 = \text{dim}\left[\text{ker}(f) \right] + \text{dim}\left[\text{im}(f) \right] \). Como mínimo, por lo que te dan en el enunciado, la dimensión de la imagen es 1 (podría ser 2 también). Entonces la dimensión del núcleo de la TL es 0 o 1.

Por otro lado, la matriz que representa a la TL es \( \displaystyle A \in \mathbb{R}^{3 \times 2} \). Si la queremos escribir en las bases mencionadas, podemos ver que las coordenadas del transformado del primer vector de la base \( B \), en base canónica de \( \displaystyle \mathbb{R}^{3} \) es el mismo vector. Es decir, la primer columna de la matriz es \( (1,1,1) \).

La segunda columna llamemosla \( (x,y,z) \). Según el enunciado, al menos una de las componentes de este vector es nula.

Hay un pequeño detalle, que es clave para que puedas resolver el ejercicio, que es el siguiente. Si la dimensión del espacio de salida es menor que la dimensión del espacio de llegada, ¿qué cosa verifica sí o sí la TL?
\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)

11 Abril, 2013, 03:05 pm
Respuesta #2

endder

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Buff ! Viendo tu respuesto me he dado cuenta de que no había tenido en cuenta muchas cosas importantes para obtener la matriz de la TL. Ahora ya lo tengo más claro.

Veamos, ¿Qué verifica la transformación lineal?
Lo que se me ocurre que seguro que verifica la TL es la linealidad de la aplicación.

Las coordenadas de la imagen del vector (1, -1) (o sus coordenadas en R^3 ) ¿se podrían obtener mediante la igualdad y=F*x? Siendo F es la matriz de la aplicación lineal, y son las imagenes de los vectores de la base y x los vectores de la misma base

11 Abril, 2013, 03:11 pm
Respuesta #3

HernanV

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Es que es más sencillo.

Yo te pregunto, ¿puede ser la TL un isomorfismo?
\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)

11 Abril, 2013, 03:27 pm
Respuesta #4

endder

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No puede ser un isomorfismo porque las dimensiones de R^2 y R^3 son distintas.
Es una aplicación sobreyectiva porque la dimensión de una imagen de R^2 es la misma que la dimensión de R^3, ¿Verdad?

11 Abril, 2013, 03:46 pm
Respuesta #5

HernanV

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\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)

11 Abril, 2013, 03:52 pm
Respuesta #6

endder

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La condición para que una aplicación f: V -> W sea un isomorfismo es que ambos subespacios tengan la misma dimensión, cosa que no ocurre en este caso.
La condición para que una aplicación f V ->W sea inyectiva es que la dimensión de V sea igual a la dimensión de la imagen de un vector de V (tampoco ocurre.)

Para que una aplicación sea sobreyectiva, la dimension de la imagen de C tiene que ser igual a la dimension de W. Esto último sí que ocurre en este caso

¿A qué te referías con que si no puede ser un isomorfismo entonces?

11 Abril, 2013, 04:47 pm
Respuesta #7

HernanV

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Que yo sepa, para que sea sobreyectiva, es necesario que la imagen sea todo el codominio. Cosa que no puede pasar.
\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)

11 Abril, 2013, 06:39 pm
Respuesta #8

endder

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Entonces a que te referias con si puede ser un isomorfismo ?

11 Abril, 2013, 06:50 pm
Respuesta #9

HernanV

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¿qué cosa verifica sí o sí la TL?

Entonces a que te referias con si puede ser un isomorfismo?

Pretendía que me contestaras "no puede ser sobreyectiva".


\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)