Lineaire afbeeldingen: Matrices van lineaire afbeeldingen
Verband met stelsels lineaire vergelijkingen
Bekijk nogmaals het stelsel lineaire vergelijkingen met -coëfficiëntenmatrix . Het stelsel vergelijkingen kan geschreven worden als een vectorvergelijking
De matrix bepaalt de lineaire afbeelding . In termen van deze lineaire afbeelding kan het stelsel vergelijkingen ook geschreven worden als
We brengen in herinnering dat een stelsel lineaire vergelijkingen consistent heet als het een oplossing heeft.
Dimensie van de oplossingsruimte van een stelsel lineaire vergelijkingenLaat een -matrix zijn, en geef met de dimensie van de kolommenruimte aan, dat wil zeggen: de door de kolommen van opgespannen deelruimte van . Laat verder een vector in zijn en bekijk het stelsel lineaire vergelijkingen van lineaire vergelijkingen in onbekenden, de coördinaten van .
- Het stelsel is dan en slechts dan consistent als tot de kolommenruimte van behoort.
- Als het stelsel consistent is, dan is de dimensie van de oplossingsruimte gelijk aan .
Deze oplosmethode kunnen we nu toepassen op willekeurige eindigdimensionale vectorruimten.
Van volledig origineel van een lineaire afbeelding naar matrixvergelijkingLaat en . De vergelijking in de onbekende vector in heeft dan en slechts dan een oplossing als in ligt. In dat geval is de oplossingsruimte de affiene deelruimte
Als eindige dimensie en eindige dimensie heeft, dan kan deze oplossing gevonden worden na keuze van bases voor en voor door het stelsel lineaire vergelijkingen met onbekende in op te lossen dat bestaat uit
De oplossing bestaat dan uit alle vectoren , waarbij een oplossing is van het stelsel lineaire vergelijkingen.
Druk de oplossingsverzameling uit in de vorm , waarbij een bepaalde oplossing van het systeem is en lineair onafhankelijk zijn.
We schrijven
zodat .
Met behulp van rijreductie kunnen we de aangevulde matrix herschrijven tot
Van deze gereduceerde trapvorm kunnen we aflezen dat de kern van gelijk is aan en dat een particuliere oplossing is van . Zo komen we tot het antwoord
omptest.org als je een OMPT examen moet maken.