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已知是可逆线性变换,即存在。若
,则
两端用作用即得
,因此是单射线性变换。
若任取变换。
,则存在
,使得
,即是满射线性
已知既是单射线性变换又是满射线性变换,即双射。现定
义新的变换:
,定有,且有
,规定
,有
,同时有知是可逆线性变换。
,即有
。由定义
习题718设是上的线性变换,证明(1)是单射线性变换的
充要条件为
;(2)是单射线性变换的充要条件为把线
性无关的向量组变为线性无关的向量组。
证明:(1)已知是单射线性变换,对
,则有
,由单射得,即

已知
,若
,则有
,得
,即得
,故是单射。
(2)已知是单射线性变换。设
线性无关,现证
也线性无关。令
,整
页脚
f理有
,而是单射,有

已知
线性无关,所以
,故
也线性无关。
已知把线性无关的向量组变为线性无关的向量组。若
,则有
,并一定有
。否则若

则说明向量
线性无关,而
表示把线性无关的向量
组变为线性相关的向量组,与条件矛盾。而由即是单射线性变换。
可得

习题719设

中全体可逆线性变换所成的子集,证明
关于线性变换的乘法构成一个群。(超围略)
习题7110设,是上的线性变换,且
证明
(1)若
,则

(2)若
,则

证明:(1)因为

。所以

从而

。又因为


(2)因为


,所以
页脚
f。习题7111设与分别是数域上的维与维线性空间,
是的一个有序基,对于中任意个向量
,证
明存在唯一的线性映射
,使
证明:先证明存在性。对任意的


,有唯一的线性表达式
我们定义
显然有


现验证为到的一个线性映射。
(1)对任意的向量
,因为
,由定义得

(2)对任意的得
,因为
,由定义
。所以为到的一个线性映射。
再证唯一性:若另有到的一个线性映射,也使得
则对任意向量


,一定有
页脚
f。由在中的任意性,可得。
习题7112设与分别是数域上的维与维线性空间,
是线性映射。证明是的子空间,是的子空间。
又若有限,证明
。这时称
为的
零度,称
为的秩。
证明:(1)先证与分别为与的子空间,


,有

所以
,故为的子空间;同理,对

,则
,使

,所以
所以为的子空间
(2)再证
因有限,不妨设

,在中取一个基
,再把它扩充为的一个基
,则
是像空间的一个基
事实上,对
,存在,使得


,则有
即中的任意向量都可由
页脚
线性表示。
f现证向量组
线性无关:

,r
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