Een lineaire deelruimte als nulruimte van een matrix
Klopt het dat alle (eindig dimensionale) lineaire deelruimten van de $\mathbf{R}^n$ geschreven kunnen worden als een nulruimte van een of andere matrix A? Met andere woorden, als U een lineaire deelruimte is, geldt er dan altijd dat er een matrix M bestaat zodat U precies uit die vectoren x bestaat met Ax = 0? Zo ja, hoe bewijs ik deze statement.
Jan
Student universiteit - zondag 22 maart 2020
Antwoord
Beste Jan,
Veronderstel dat $U$ dimensie $k$ heeft en kies een basis van $U$: $$\left\{b_1,b_2,\ldots,b_k\right\}$$Je kan deze aanvullen tot een basis van $\mathbb{R^n}$: $$\left\{b_1,b_2,\ldots,b_k,c_{k+1},c_{k+2},\ldots,c_n\right\}$$Neem nu de lineaire afbeelding $\mathbb{R^n} \to \mathbb{R^n}$ die elke $b_i$ ($1 \le i \le k$) op de nulvector afbeeldt en elke $c_j$ ($k+1 \le j \le n$) op zichzelf.
Beschouw de matrixvoorstelling van deze afbeelding ten opzichte van de gekozen basis; de matrix is heel eenvoudig en de nulruimte is...
