跳到正文
格致开物MATHWIKI

核与像

对线性映射 T:V→W,核(kernel)是被映成零的输入集合 ker⁡T={v∈V:T(v)=0};像(image)是实际能得到的输出集合 im⁡T={T(v):v∈V}。两者都是向量子空间,但生活在不同地方:核在输入空间,像在输出空间。

一次平面压缩

取 T(x,y)=(x+y,0)。解 T(x,y)=(0,0) 得 x+y=0,所以 ker⁡T={(t,−t):t∈ℝ}=span⁡{(1,−1)}. 任意输出都形如 (s,0);反过来选输入 (s,0) 就能得到它,因此 im⁡T={(s,0):s∈ℝ}=span⁡{(1,0)}. 图像上可把它看成平面沿 (1,−1) 方向压向水平轴;同一输出可能来自无数输入,因为加上任意核向量都不改变输出。

判断单射和满射

线性映射 T 单射当且仅当 ker⁡T={0}。若 T(u)=T(v),则 T(u−v)=0;核只有零时便得 u=v,反向也直接成立。满射则要求 im⁡T=W,即陪域每个向量都有原像。例中的 T:ℝ2→ℝ2 两项都不满足;若把陪域改成水平轴,它会成为满射,但仍不是单射。陪域的声明会影响“满射”判断。

参考资料