Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is Getransponeerde afbeelding?

Definitie 2.8 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 2 · Hoofdstuk 2 — Lineaire algebra

Voor uL(E,F)u \in \mathcal{L}(E, F) is de getransponeerde uTL(F,E)u^{\mathsf T} \in \mathcal{L}(F^*, E^*) gegeven door

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

Zij voldoet aan (vu)T=uTvT(v \circ u)^{\mathsf T} = u^{\mathsf T} \circ v^{\mathsf T}, en in duale basissen is de matrix van uTu^{\mathsf T} de getransponeerde matrix van uu — wat de transpositie van bachelorjaar 1 eindelijk verklaart.

Voorbeelden

Voorbeeld 2.9 (De getransponeerde, term voor term)

Zij u ⁣:R2R3u \colon \R^2 \to \R^3 met matrix A=(120130)A = \left(\begin{smallmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1\\ 3 & 0\end{smallmatrix}\right) in de canonieke basissen. Bereken voor ψ=b1f1+b2f2+b3f3(R3)\psi = b_1f_1^* + b_2f_2^* + b_3f_3^* \in (\R^3)^* de vorm uT(ψ)=ψuu^{\mathsf T}(\psi) = \psi \circ u op de basis van 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 .

Dus uT(ψ)=(b1+3b3)e1+(2b1+b2)e2u^{\mathsf T}(\psi) = (b_1 + 3b_3)\,e_1^* + (2b_1 + b_2)\,e_2^*, en in de duale basissen is de matrix van uTu^{\mathsf T}

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

de abstracte getransponeerde is de gekantelde matrix, en er blijft niets over dat op goed vertrouwen moet worden aangenomen. Let op het mechanisme: de jj-de kolom van AA werd de jj-de rij van de nieuwe matrix, omdat ψu\psi \circ u de uitvoer van uu door de coëfficiënten van ψ\psi heen leest.

Voorbeeld 2.11 (De rang van twee kanten gelezen)

Zij

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

Kolommenrang: de derde rij is de som van de eerste twee, dus rkA2\operatorname{rk} A \leq 2; de kolommen 11 en 22 zijn vrij: rkA=2\operatorname{rk} A = 2. De kern van de getransponeerde: het oplossen van ATy=0A^{\mathsf T}y = 0 geeft yR(1,1,1)y \in \R\,(1, 1, -1), dus heeft kerAT\ker A^{\mathsf T} dimensie 1=321 = 3 - 2: precies (imA)(\operatorname{im} A)^\circ onder de vereenzelviging van (R3)(\R^3)^* met de rijvectoren, zoals Propositie 2.10 beweert — de ene relatie “rij3_3 = rij1_1 + rij2_2is de annihilator van de kolomruimte. De rijenrang (22 vrije rijen) en de kolommenrang komen niet toevallig overeen, maar omdat beide gelijk zijn aan rkA=rkAT\operatorname{rk} A = \operatorname{rk} A^{\mathsf T}.

Lees in het hoofdstuk →