核 (线性算子)

✍ dations ◷ 2025-06-29 06:57:54 #线性代数,泛函分析

在线性代数与泛函分析中,一个线性算子 的核(英语:kernel,也称作零空间,英语:null space)是所有使 () = 0 的的集合。这就是如果 : →,则

这里 0 表示 中的零向量。 的核是定义域 的一个线性子空间。

一个线性算子 R → R 的核与对应的 × 矩阵的零空间相同。

如果 : → ,则 中两个元素在 中有相同的像当且仅当它们的差在 的核中:

从而 的像同构于 被这个核的商空间:

当 是有限维的,这蕴含着秩-零化度定理:

当 是一个内积空间是,商 / ker() 可以与 ker() 在 中的正交补等同。这是一个矩阵的行空间的线性算子的推广。

则 的核是方程组

的解集。

则 的核由所有使得 (0.3) =0 的函数 ∈ 。

则 的核由 ∞(R) 中所有导数都是零的函数组成,即常值函数。

则 的核是由所有向量 (1, 0, 0, ...) 组成的一维子空间。注意 是映上的,却有非平凡的核。

如果 和 是拓扑向量空间(且 是有限维的),则一个线性算子 : → 是连续的当且仅当 的核是 的一个闭子空间。

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