Álgebra Linear I
Proposição 5.16

Propriedades da transposta

Sejam \(T:V\to W\) e \(S:W\to U\) lineares.

  1. \(T^*\) está bem definida e é linear.

  2. \((S\circ T)^* = T^*\circ S^*\) e \((\mathrm{Id}_V)^* = \mathrm{Id}_{V^*}\).

  3. Se \(T\) é isomorfismo, então \(T^*\) é isomorfismo e \((T^{-1})^* = (T^*)^{-1}\).

Demonstração

(a) \(\varphi\circ T\) é composta de lineares, logo está em \(V^*\). E \(T^*(\varphi+\lambda\psi) = (\varphi+\lambda\psi)\circ T = \varphi\circ T+\lambda\,\psi\circ T\), porque as operações em \(V^*\) são ponto a ponto.

(b) \((S\circ T)^*(\varphi) = \varphi\circ S\circ T = T^*(S^*(\varphi))\). A outra é imediata.

(c) Aplique (b) a \(T^{-1}\circ T = \mathrm{Id}_V\) e \(T\circ T^{-1} = \mathrm{Id}_W\): \(T^*\circ(T^{-1})^* = \mathrm{Id}_{V^*}\) e \((T^{-1})^*\circ T^* = \mathrm{Id}_{W^*}\).

Usado em demonstrações deCorolário 5.18\((AB)^t = B^tA^t\)
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\begin{cartao}

\emph{Sejam $T:V\to W$ e $S:W\to U$ lineares.}
\begin{enumerate}[label=(\alph*),leftmargin=1.8em,itemsep=0.2em]
\item \emph{$T^*$ está bem definida e é linear.}
\item \emph{$(S\circ T)^* = T^*\circ S^*$ e $(\mathrm{Id}_V)^* = \mathrm{Id}_{V^*}$.}
\item \emph{Se $T$ é isomorfismo, então $T^*$ é isomorfismo e $(T^{-1})^* = (T^*)^{-1}$.}
\end{enumerate}

\begin{demonstracao}

(a) $\varphi\circ T$ é composta de lineares, logo está em $V^*$. E
$T^*(\varphi+\lambda\psi) = (\varphi+\lambda\psi)\circ T = \varphi\circ T+\lambda\,\psi\circ T$,
porque as operações em $V^*$ são ponto a ponto.

(b) $(S\circ T)^*(\varphi) = \varphi\circ S\circ T = T^*(S^*(\varphi))$. A outra é imediata.

(c) Aplique (b) a $T^{-1}\circ T = \mathrm{Id}_V$ e $T\circ T^{-1} = \mathrm{Id}_W$:
$T^*\circ(T^{-1})^* = \mathrm{Id}_{V^*}$ e $(T^{-1})^*\circ T^* = \mathrm{Id}_{W^*}$.

\end{demonstracao}

\end{cartao}

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