O teorema do núcleo e da imagem em quatro roupas
Um teorema, quatro roupas. O teorema do núcleo e da imagem aparece em quatro formas que parecem diferentes:
\(\dim V = \dim \Nuc(T)+\dim\Ima(T)\) (Teorema 2.92).
Se \(\dim V = \dim W\): injetora \(\iff\) sobrejetora \(\iff\) bijetora (Corolário 2.93).
\(n = \posto A+\dim N(A)\): número de colunas \(=\) pivôs \(+\) variáveis livres (Corolário 3.24, Proposição 3.31).
\(n\) vetores LI em dimensão \(n\) já formam base (Corolário 2.81) — que é (2) aplicado à transformação \(\R^n\to V\) que manda \(e_i\mapsto v_i\).
O mesmo teorema, quatro roupas: as caixas azuis são a caixa verde. Em cada uma, qual é a transformação linear escondida? Em “\(n\) vetores LI formam base” é \(T:\R^n\to V\), \(e_i\mapsto v_i\); em “sistemas” é \(T_A\).