千葉大学 融合理工学府 数学情報科学専攻 数学・情報数理学コース 2020年8月実施 専門 A1
Author
祭音Myyura (co-authored with GPT 6 Astra)
Description
体 K 上のベクトル空間 V,W と線形写像 f:V→W を考える。双対空間を V∗=HomK(V,K) とし、f∗:W∗→V∗ を f∗(σ)=σ∘f で定める。
- f∗ は線形であることを示せ。
- f が全射ならば f∗ は単射であることを示せ。
- g:U→V は線形、kerf=Img、f は全射、dimV=m、dimW=n とする。g∗ の階数を求めよ。
题目描述
设 f:V→W 为域 K 上的线性映射,V∗=HomK(V,K),f∗(σ)=σ∘f。(1) 证明 f∗ 线性;(2) 证明 f 满射则 f∗ 单射;(3) 另有线性映射 g:U→V,满足 kerf=Img,f 满射,dimV=m、dimW=n,求 g∗ 的秩。
Kai
(1) 任意の a,b∈K、σ,τ∈W∗、v∈V に対し
f∗(aσ+bτ)(v)=aσ(f(v))+bτ(f(v))=(af∗σ+bf∗τ)(v).
(2) f∗σ=0 とする。任意の w∈W は f(v) と書けるから、σ(w)=σ(f(v))=0。よって kerf∗=0。
(3) kerg∗=Imf∗ を示す。f∘g=0 より右辺は左辺に含まれる。逆に λ∈kerg∗ は kerf=Img 上で消えるので、σ(f(v))=λ(v) は矛盾なく W 上の線形汎関数を定め、λ=f∗σ となる。(2) より dimkerg∗=dimW∗=n。したがって
rankg∗=m−n.