Lineare Abbildungen und Teilräume

Lineare Abbildungen sind dadurch ausgezeichnet, dass sie Untervektorräume in Untervektorräume überführen.

Satz 15XF (Lineare Abbildungen und Teilräume)

Seien VV und WW Vektorräume und f:VWf:V\rightarrow W eine lineare Abbildung. UU sei ein Teilraum von VV Dann gilt:
  1. f(0)=0f(0)=0 (Der Nullvektor aus VV geht in den Nullvektor von WW über.)
  2. f(v)=f(v)f(-v)=\uminus f(v) für alle vVv\in V
  3. f(U)f(U) ist Teilraum von WW

Beweis

(i) f(0)=f(00)=0f(0)=0f(0)=f(0\cdot 0)=0\cdot f(0)=0.
(ii) f(v)=f(1v)=1f(v)f(-v)=f(\me\cdot v)=\me\cdot f(v)
(iii) f(U)f(U)\neq \emptyset, da f(0)f(U)f(0)\in f(U)
Für w1,w2f(U)w_1,w_2\in f(U) gibt es u1,u2u_1,u_2 mit w1=f(u1)w_1=f(u_1) und w2=f(u2)w_2=f(u_2). Es ist w1+w2=f(u1)+f(u2)=f(u1+u2)f(U)w_1+w_2=f(u_1)+f(u_2)=f(u_1+u_2)\in f(U).
Für αK\alpha\in K gilt: αw1=αf(u1)=f(αu1)f(U)\alpha w_1=\alpha f(u_1)=f(\alpha u_1)\in f(U). \qed
 
 

Eine mathematische Wahrheit ist an sich weder einfach noch kompliziert, sie ist.

Émile Lemoine

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