1. 线性映射 - 图1 是两个向量空间,线性映射 - 图2线性映射 - 图3 的子空间,线性映射 - 图4线性映射 - 图5 的线性映射,求证 线性映射 - 图6 经过线性映射 线性映射 - 图7 之后的所对应的集合 线性映射 - 图8线性映射 - 图9 的子空间。

    证明:
    线性映射 - 图10,即 线性映射 - 图11
    加法封闭:线性映射 - 图12,所以 线性映射 - 图13
    标量乘法封闭:线性映射 - 图14,所以 线性映射 - 图15
    加法单位元:设 线性映射 - 图16线性映射 - 图17 的加法单位元,则
    线性映射 - 图18
    所以 线性映射 - 图19线性映射 - 图20 的加法单位元
    所以 线性映射 - 图21线性映射 - 图22 的子空间

    1. 线性映射 - 图23 是两个向量空间,线性映射 - 图24线性映射 - 图25 上的线性映射,已知 线性映射 - 图26 的一组基是 线性映射 - 图27,什么情况下线性映射 - 图28线性映射 - 图29 的一组基。

    证明:
    当且仅当 线性映射 - 图30 是同构的时候,线性映射 - 图31线性映射 - 图32 的一组基。
    必要性:线性映射 - 图33线性映射 - 图34 的一组基
    线性映射 - 图35
    所以 线性映射 - 图36 是单且满的,线性映射 - 图37 是同构

    充分性:
    线性映射 - 图38线性映射 - 图39 的一组基,线性映射 - 图40 线性无关,
    线性映射 - 图41 当且仅当 线性映射 - 图42
    线性映射 - 图43 是单的,所以 线性映射 - 图44线性映射 - 图45
    所以当且仅当 线性映射 - 图46线性映射 - 图47
    所以 线性映射 - 图48 线性无关

    线性映射 - 图49 是满的,所以 线性映射 - 图50,所以 线性映射 - 图51 张成 线性映射 - 图52
    所以 线性映射 - 图53线性映射 - 图54 的一组基