一点点矩阵知识1:由一个矩阵理论题目展开的关于矩阵的核(kernel)与像(Image)的讲解。
题目如下
先解释的题目中将要用到的符号和概念:
:多项式空间,下角标的3指的是维数为3
Span():括号里面是向量,意思就是由括号内的向量张开形成的空间。
Ker(A):矩阵A的核即为齐次线性方程组的解空间
Im(A):矩阵A的像即为由列向量组长成的子空间
数学定义如下:
知道了上述知识后就可以做这道题目了。
先取标准基这样就可以用向量表示这个多项式了,
题目中取的标准基为1,t,,所以f(t)的向量表示为(a,b,c)
(f(t))的向量表示为(a-b,b-c , c-a)所以描述线性变换的转换矩阵A就出来了
然后根据定义就可以求A的核和像,下面用语言描述一下:
因为A的秩为2,所以Ax=0有非零解,非零解的基解展开的空间就是A的核。
因为秩为2,所以线性无关的列向量为2,所以任意选择两个线性无关的列向量,其展开的空间就是矩阵A的像。
第2小问就用了一个定理:
在同一个线性变化下,在不同基下的矩阵表示是相似的,且相似变换矩阵就是这两个基的过渡矩阵。
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