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行列の核と像

大学1年生です。文系です。 線形写像f:V→Wについて,Ker (f) ={a∈V|f (a) = 0 }, Im (f) ={f (a) |a∈V}はそれぞれV, Wの線形部分空間になる。 Ker (f) をfの 核,Im (f) をfの像と呼び, Im (f) の次元をfの階数という。 てな定義を読んでも意味がよく分かりません。 Ker (f) ={a∈V|f (a) = 0 }, Im (f) ={f (a) |a∈V} という式を日本語に翻訳して下さると助かります。

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  • Hyper30
  • ベストアンサー率45% (9/20)
回答No.2

Ker (f) ={a∈V|f (a) = 0 } Ker f とは右辺の集合のことである,といってるわけですが, 右辺の集合は, 「V の元 a であって,f で写った先が 0 になってしまうものの全体」 という意味です. Ker f が大きいということは, たとえば Ker f = V なら f によって全部が 0 になってしまうように, それだけ激しく縮小する写像です. Ker f が小さければ,たとえば Ker f = {0} ならだいたい形を保ったままの写像だと言えます. Im (f) ={f (a) |a∈V} とは, 「f(a)の全体,ただし a は V の元」 ですから,V という空間が W の中でどのように写っているか,正に「像」をあらわしています. スライドに例えると, フィルムが V で, スクリーンが W 後ろから光を当てて,映像を投影する仕掛けが f ということでしょうか. 線形写像である,という条件から Ker や Im を 見るだけでだいたい f のことが分かるのでこれらは 大事な定義なわけです.

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その他の回答 (6)

  • jmh
  • ベストアンサー率23% (71/304)
回答No.7

申し訳ないです。よく読むと、No.3 の springside 様は、  Im(f) = { (x, y) | y = x + 1 } と仰ってるようにも読めますね。だとしたら、 No.5 の「No.3 の springside 様は正しい」は撤回させてください。 No.5 で jmh が言いたかったのは「{}がないです」という事だったのです。

  • Largo_sp
  • ベストアンサー率19% (105/538)
回答No.6

jmhさんすみません。 私の計算ミスです... ただ、springsideさんの、「直線だ」というところが違っているのではと 確かにy=x+1の式はあってますが、写像fは実数集合であって、直線でない ということが言いたかったんで...

  • jmh
  • ベストアンサー率23% (71/304)
回答No.5

No.4 の Largo_sp 様の > Im(f)はただ単にx+1です。 > Ker(A)=(0,0) > Ker(a)=(x,0) xは実数 Im(A)=(0,y) yは実数 は、  Im(f) = { x + 1 } (つまり、No.3 の springside 様は正しい)、  Ker(A) = { (0, 0) }、  Ker(A) = { (x, -x) | x は実数 }、Im(A) = { (0, y) | yは実数 } なのでは?

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  • Largo_sp
  • ベストアンサー率19% (105/538)
回答No.4

説明は#2の方の説明が詳しく、判りやすいので、そちらをみてください。 #3の方の最後が微妙に違うので、補足です。 Im(f)はただ単にx+1です。実数から実数への写像ですから... 実際は行列を考えるとわかると思うのですが...(線形写像は行列で考えますが...) たとえば、2次の回転行列Aを考えると、Vは平面全体 Ker(A)=(0,0) Im(A)=Vとなります あと、Ker(f)が大きくなる例ですが、 A= 0 0   1 1 とすると...平面全体をVとした場合 Ker(a)=(x,0) xは実数 Im(A)=(0,y) yは実数 となります。

withheld
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回答No.3

Ker (f) ={a∈V|f (a) = 0 }ですが、これは、「線形写像fを施したときに、写った先が0である(0になる)ような、写る前の集合(Vのこと)の部分集合」ということでしょう。 Im (f) ={f (a) |a∈V}は、「線形写像fによって写った先(写った後)のもの」ということでしょう。 例として、「V=実数(xとします)、W=実数(yとします)、f=x+1」とすると、Ker(f)は、「x+1が0になるようなx」ですから、「-1」であり、Im(f)は、直線(xy平面上のy=x+1)ということでしょう。 違っていたらどなたか補足してください。

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  • Mell-Lily
  • ベストアンサー率27% (258/936)
回答No.1

核  Ker(f)={a∈V|f(a)=0} は、数学の言葉で言いますと、”零点集合”です。一方、像  Im(f)={f(a)|a∈V} は、馴染みのある言葉で言いいますと、”グラフ”です。

withheld
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