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Nein, das hat nichts mit der \(0\) zu tun. Die Abbildung $$M_{22}(\mathbb R)\to M_{22}(\mathbb R),A\mapsto A\begin{pmatrix}1&2\\1&0\end{pmatrix}$$ ist surjektiv. Surjektivität bedeutet ja, dass jedes Element im Zielbereich getroffen wird. Du könntest also bei deiner Funktion direkt eine Matrix angeben, die nicht von \(f\) getroffen wird, und zeigen, dass dies so ist.
Mit ein bisschen Linearer Algebra geht es aber viel einfacher. \(f\) ist eine Abbildung von einem 4-dimensionalen \(\mathbb R\)-Vektorraum in einen 6-dimensionalen Vektorraum. Das Bild von \(f\) ist wieder höchstens ein \(4\)-dimensionaler Vektorraum und kann damit nicht ganz \(M_{23}(\mathbb R)\) sein. So zeigt man, dass keine lineare Abbildung, deren Zielmenge größere Dimension als ihr Definitionsbereich hat, surjektiv sein kann.
Mit ein bisschen Linearer Algebra geht es aber viel einfacher. \(f\) ist eine Abbildung von einem 4-dimensionalen \(\mathbb R\)-Vektorraum in einen 6-dimensionalen Vektorraum. Das Bild von \(f\) ist wieder höchstens ein \(4\)-dimensionaler Vektorraum und kann damit nicht ganz \(M_{23}(\mathbb R)\) sein. So zeigt man, dass keine lineare Abbildung, deren Zielmenge größere Dimension als ihr Definitionsbereich hat, surjektiv sein kann.
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stal
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Ja, aber es kann eben nicht jede beliebige 2x3-Matrix herauskommen. Intuitiv gesprochen: Es können nur so viele Matrizen als Ergebnis herauskommen wie du mögliche Matrizen reinstecken kannst, und es gibt "weniger" 2x2-Matrizen als 2x3-Matrizen (wobei ich "weniger" in Anführungszeichen gesetzt habe, da die Kardinalität der Mengen natürlich gleich groß ist, als Größenmaß dieser Mengen muss man eben die Dimension nehmen).
─
stal
06.05.2021 um 17:46
Was ich aber noch nicht ganz verstehe ist, da ja in der Abbildungsvorschrift f(A) = AX, steht. Also eine 2x2 Matrix A wird mit einer 2x3 Matrix X multipliziert. Und da müsste ja dann eine 2x3 Matrix rauskommen, die ja dann eigentlich in der Zielmenge drin wäre? ─ jones93 06.05.2021 um 17:43