Transformaciones lineales linealmente independientes

Actualmente estoy estudiando algunas teorías de transformaciones lineales simples. Siento que entiendo el 99%, pero todavía hay una cosa que no he podido resolver. Mi libro lo explica señalando que METRO norte ( F ) , por un campo F es un norte 2 espacio vectorial dimensional. Luego continúan diciendo que si { A 1 , . . . A norte 2 } es una base para METRO norte ( F ) , entonces las transformaciones lineales { T 1 , . . . , T norte 2 } , cuyas matrices con respecto a { v 1 , . . . , v norte } son A 1 , . . . A norte 2 formar una base de L ( V , V ) , el conjunto de todas las transformaciones lineales de un espacio vectorial V a V .

Luego explican las transformaciones lineales. T i j L ( V , V ) dada por T i j ( v j ) = v i , T i j ( v k ) = 0 , k j , son una base de L ( V , V ) encima F .

Tengo dos preguntas principales: (1) ¿cómo sabemos que T i j son linealmente independientes? y (2) esto quizás pueda responder 1, ¿qué significa T i j L ( V , V ) decir, en la forma en que lo han descrito? Por alguna razón, esta noción/concepto detrás de esto no tiene sentido para mí. Entiendo que la base para METRO norte ( F ) son las matrices con 1 en el i , j posición, pero ¿cómo se traduce esto en las transformaciones lineales dadas por T i j ?

Cualquier explicación útil sería muy apreciada.

Cuando estoy leyendo la notación para describir T i j , no puedo dejar de pensar que dado que hay una y sólo una transformación lineal tal que T ( v i ) = v i , que tenemos repeticiones de las mismas transformaciones lineales como base de L ( V , V ) , por lo que la dimensión de L ( V , V ) no sería norte 2 . Pero esto es claramente incorrecto...

Respuestas (1)

Tenga en cuenta que a lo largo de toda esta discusión V es un norte -espacio vectorial dimensional. Dejar { v i } i = 1 , . . . , norte ser una base para V , entonces cualquier transformación lineal T L ( V , V ) está determinada únicamente por su acción sobre la base (es decir, donde envía v 1 , . . . , v norte a, esto es cierto debido a la linealidad).

Entonces para especificado i y j , T i j es solo la transformación que envía v j v i y todos los demás v k a 0 . Es fácil comprobar que se trata de una transformación lineal. Hablando libremente, T i j simplemente "selecciona el vector base v j y lo envía a v i ".

Tienes razón al observar que solo hay uno. T i j tal que T i j ( v i ) = v i (a saber, T i i ), pero como elegimos i = 1 , . . . , norte y j = 1 , . . . , norte por separado hay norte × norte semejante T i j . Para ver que son linealmente independientes, supongamos que

i , j { 1 , . . . , norte } a i j T i j = 0

es el mapa cero. Fijación j , estos mapas v j i = 1 norte a i j v i = 0 , por tanto, por independencia lineal de la base, a i j = 0 .

Tenga en cuenta que en todo lo anterior no pensamos en matrices en absoluto, sino solo en términos de vectores base de V . Por supuesto, en dimensiones finitas estos dos enfoques son equivalentes, con T i j representada por la matriz con 1 en el ( i , j ) -th lugar y ceros en todo lo demás.