الرياضيات · المسرد

ما معنى التطبيق المنقول؟

يُعرف أيضًا باسم: تطبيق منقول

تعريف 2.8 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 2 — الجبر الخطي

من أجل uL(E,F)u \in \mathcal{L}(E, F)، يكون المنقول uTL(F,E)u^{\mathsf T} \in \mathcal{L}(F^*, E^*) هو

uT(ψ)=ψu.u^{\mathsf T}(\psi) = \psi \circ u .

وهو يحقق (vu)T=uTvT(v \circ u)^{\mathsf T} = u^{\mathsf T} \circ v^{\mathsf T}، ومصفوفة uTu^{\mathsf T} في الأسس الثنوية هي منقول مصفوفة uu — وهذا ما يفسّر أخيرًا منقول السنة الأولى.

أمثلة

مثال 2.9 (المنقول، عنصرًا عنصرًا)

ليكن للتطبيق u ⁣:R2R3u \colon \R^2 \to \R^3 المصفوفة A=(120130)A = \left(\begin{smallmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1\\ 3 & 0\end{smallmatrix}\right) في الأسس القانونية. من أجل ψ=b1f1+b2f2+b3f3(R3)\psi = b_1f_1^* + b_2f_2^* + b_3f_3^* \in (\R^3)^*، نحسب uT(ψ)=ψuu^{\mathsf T}(\psi) = \psi \circ u على أساس الفضاء R2\R^2:

(ψu)(e1)=ψ(1,0,3)=b1+3b3,(ψu)(e2)=ψ(2,1,0)=2b1+b2.(\psi \circ u)(e_1) = \psi(1, 0, 3) = b_1 + 3b_3, \qquad (\psi \circ u)(e_2) = \psi(2, 1, 0) = 2b_1 + b_2 .

ومنه uT(ψ)=(b1+3b3)e1+(2b1+b2)e2u^{\mathsf T}(\psi) = (b_1 + 3b_3)\,e_1^* + (2b_1 + b_2)\,e_2^*، وتكون مصفوفة uTu^{\mathsf T} في الأسس الثنوية هي

(103210)=AT:\begin{pmatrix} 1 & 0 & 3\\ 2 & 1 & 0\end{pmatrix} = A^{\mathsf T} :

فالمنقول المجرد هو المصفوفة المقلوبة، ولم يبقَ حساب يُؤخذ على الثقة. ولاحظ الآلية: صار العمود رقم jj من AA هو السطر رقم jj في المصفوفة الجديدة لأن ψu\psi \circ u يقرأ مخرجات uu عبر معاملات ψ\psi.

مثال 2.11 (الرتبة مقروءة من الجهتين)

ليكن

A=(120101111312).A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 & 1\\ 0 & 1 & 1 & 1\\ 1 & 3 & 1 & 2 \end{pmatrix} .

رتبة الأعمدة: السطر الثالث مجموع الأولين، ومنه rkA2\operatorname{rk} A \leq 2؛ والعمودان 11 و22 حرّان: ومنه rkA=2\operatorname{rk} A = 2. نواة المنقول: يعطي حلّ ATy=0A^{\mathsf T}y = 0 أن yR(1,1,1)y \in \R\,(1, 1, -1)، ومنه فبعد kerAT\ker A^{\mathsf T} هو 1=321 = 3 - 2: أي بالضبط (imA)(\operatorname{im} A)^\circ بمماهاة (R3)(\R^3)^* مع متجهات الأسطر، كما تؤكد القضية 2.10 — فالعلاقة الوحيدة “السطر3_3 = السطر1_1 + السطر2_2هي مُبيد فضاء الأعمدة. ورتبة الأسطر (22 سطرًا حرًّا) ورتبة الأعمدة تتفقان لا مصادفةً بل لأن كلتيهما تساوي rkA=rkAT\operatorname{rk} A = \operatorname{rk} A^{\mathsf T}.

اقرأ في الفصل ←