核
例子縱覽
線(xiàn)性算子
設(shè) V 和 W 是向量空間并設(shè) T 是從 V 到 W 的線(xiàn)性變換。如果0W 是 W 的零向量,則 T 的核是單元素集合{0W} 的前像;就是說(shuō) V 的由被 T 映射到元素 0W 的那些 V 的元素構(gòu)成的子集。核通常指示為“ker T”,或者:
因?yàn)榫€(xiàn)性變換保持零向量,V 的零向量0V 必須屬于核。變換 T 是單射的,當(dāng)且僅當(dāng)它的核只是單元素集合 {0V}。
ker T 顯然總是 V 的子空間。因此,它使談?wù)撋炭臻gV/(ker T) 有意義。對(duì)向量空間的第一同構(gòu)定理聲稱(chēng)這個(gè)商空間自然同構(gòu)于 T 的像(它是 W 的子空間)。作為結(jié)論,V 的維度等于核的維度加上像的維度。
如果 V 和 W 是有限維的向量空間,并且基已經(jīng)選擇好了,則 T 可以用矩陣M 描述,而這個(gè)核可以通過(guò)解齊次線(xiàn)性方程組Mv = 0 來(lái)計(jì)算。在這種表示中,核對(duì)應(yīng)于 M 的零空間。零空間的維度叫做 M 的零化度(nullity)由 M 的縱列數(shù)減去 M 的秩得到,這是秩-零化度定理的結(jié)論。
解齊次微分方程經(jīng)常涉及計(jì)算特定微分算子的核。例如,為了找到從實(shí)數(shù)軸到自身的所有二次可微函數(shù)f 使得
設(shè) V 是二次可微函數(shù)的空間,設(shè) W 是所有函數(shù)的空間,定義從 V 到 W 的線(xiàn)性算子 T 為
對(duì)于在 V 中的 f 而 x 是任意實(shí)數(shù)。這個(gè)微分方程的所有解都在 ker T 中。
你可以用類(lèi)似方式定義在環(huán)之上的模之間的同態(tài)的核。這包括了在阿貝爾群之間的同態(tài)的核作為特殊情況。這個(gè)例子捕捉了在一般阿貝爾范疇內(nèi)的核的本質(zhì);參見(jiàn)核 (范疇論)。
群同態(tài)
設(shè) G 和 H 是群并設(shè) f 是從 G 到 H 的群同態(tài)。如果 eH 是 H 的單位元,則 f 的核是單元素集合 {eH} 的前像;就是說(shuō),G 的由被 f 映射到元素 eH 的所有 G 的元素構(gòu)成的子集。核通常指示為“ker f”?;蛘撸?/span>
因?yàn)槿和瑧B(tài)保持單位元素,G 的單位元素 eG 必須屬于這個(gè)核。同態(tài) f 是單射,當(dāng)且僅當(dāng)它的核只是單元素集合{eG}。
ker f 明顯不只是 G 的子群,實(shí)際上還是正規(guī)子群。因此它使談?wù)撋倘篏/(ker f) 有意義。群的第一同構(gòu)定理聲稱(chēng)這個(gè)商群自然同構(gòu)于 f 的像(它是 H 的子群)。
在阿貝爾群的特殊情況下,這以同前面章節(jié)的完全同樣的方式工作。
環(huán)同態(tài)
幺半群同態(tài)
泛代數(shù)
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