线性映射基本定理
定理:
- 若向量空间
是有限维的,且有 ,则 也是有限维的 ,并且:
该定理揭示了线性映射的定义域与值域维数的数量关系。
证明过程如下:
设
因为
所以我们需要证明
(1) 先证明
设
那么:
又因为
(2) 接下来要证明
设
因为线性映射的性质,那么:
所以:
设
又因为
有了线性映射基本定理,我们就能够引申出以下两条性质。
定义域维数大于值域维数的线性映射不是单射的
证明 设
所以
定义域维数小于值域维数的线性映射不会是满射的
证明 设
这表示
在方程组上的应用性质
对于方程组,假如设其变量为
- 对于齐次线性方程组,当变量多于方程数量时,齐次线性方程组必然有解。
这种情况下,问题可以转换成
- 对于非齐次线性方程组,当变量多于方程数量时,必然有一组常数项使得方程无解。
这种情况下,问题可以转换成