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Matemáticas · 术语表

什么是 Aplicación traspuesta?

Definición 2.8 Matemáticas universitarias — Grado 2 · 第 2 章 — Álgebra lineal

Para u∈L(E,F)u \in \mathcal{L}(E, F), la traspuesta uT∈L(F∗,E∗)u^{\mathsf T} \in \mathcal{L}(F^*, E^*) es

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

Cumple (v∘u)T=uT∘vT(v \circ u)^{\mathsf T} = u^{\mathsf T} \circ v^{\mathsf T} y, en bases duales, la matriz de uTu^{\mathsf T} es la matriz traspuesta de la de uu, lo que por fin explica la traspuesta del primer año.

示例

Ejemplo 2.9 (La traspuesta, entrada a entrada)

Sea u ⁣:R2→R3u \colon \R^2 \to \R^3 de matriz A=(120130)A = \left(\begin{smallmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1\\ 3 & 0\end{smallmatrix}\right) en las bases canónicas. Para ψ=b1f1∗+b2f2∗+b3f3∗∈(R3)∗\psi = b_1f_1^* + b_2f_2^* + b_3f_3^* \in (\R^3)^*, calculemos uT(ψ)=ψ∘uu^{\mathsf T}(\psi) = \psi \circ u sobre la base de R2\R^2:

(ψ∘u)(e1)=ψ(1,0,3)=b1+3b3,(ψ∘u)(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 .

Luego uT(ψ)=(b1+3b3) e1∗+(2b1+b2) e2∗u^{\mathsf T}(\psi) = (b_1 + 3b_3)\,e_1^* + (2b_1 + b_2)\,e_2^*, y en las bases duales la matriz de uTu^{\mathsf T} es

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

la traspuesta abstracta es la matriz volteada, sin dejar ningún cálculo a la fe. Obsérvese el mecanismo: la columna jj-ésima de AA pasó a ser la fila jj-ésima de la nueva matriz porque ψ∘u\psi \circ u lee las salidas de uu a través de los coeficientes de ψ\psi.

Ejemplo 2.11 (El rango leído por los dos lados)

Sea

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

Rango por columnas: la tercera fila es la suma de las dos primeras, luego rk⁡A≤2\operatorname{rk} A \leq 2; las columnas 11 y 22 son libres: rk⁡A=2\operatorname{rk} A = 2. Núcleo de la traspuesta: resolviendo ATy=0A^{\mathsf T}y = 0 se obtiene y∈R (1,1,−1)y \in \R\,(1, 1, -1), de modo que ker⁡AT\ker A^{\mathsf T} tiene dimensión 1=3−21 = 3 - 2: exactamente (im⁡A)∘(\operatorname{im} A)^\circ bajo la identificación de (R3)∗(\R^3)^* con los vectores fila, tal como afirma la Proposición 2.10; la única relación “fila3_3 = fila1_1 + fila2_2” es el anulador del espacio de columnas. El rango por filas (22 filas libres) y el rango por columnas coinciden no por casualidad, sino porque ambos valen rk⁡A=rk⁡AT\operatorname{rk} A = \operatorname{rk} A^{\mathsf T}.

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