Rank-Nullity & Dimension Arguments

Rank-Nullity & Dimension Arguments

Rank-Nullity & Dimension Arguments Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson

Use the question set below to practice rank-nullity and dimension arguments: computing \(\dim\ker T\) and \(\dim\operatorname{Im}T\), using \(\dim V=\operatorname{rank}T+\operatorname{nullity}T\), remembering that rank is at most \(\min(\dim V,\dim W)\), deciding when maps can be injective or surjective, recognizing that finite-dimensional isomorphic spaces have the same dimension, reading matrix maps by domain dimension and rank, and proving impossibility statements before doing algebra. If you want a refresher, open the lesson for mentally followable examples and checks.

Answer the question set and review your mistakes at the end.

How this rank-nullity practice works

  • 1. Take the practice set: answer rank, nullity, injectivity, surjectivity, and matrix-dimension questions below.
  • 2. Open the lesson: review the theorem, rank bounds, square-map equivalences, and common traps with worked examples.
  • 3. Retry: return to the question set and count dimensions before solving systems.

What you will learn in the rank-nullity & dimension arguments lesson

Rank-nullity formula

  • Rank: \(\operatorname{rank}T=\dim\operatorname{Im}T\)
  • Nullity: \(\operatorname{nullity}T=\dim\ker T\)
  • Theorem: \(\dim V=\operatorname{rank}T+\operatorname{nullity}T\) for finite-dimensional \(V\)

Injective and surjective maps

  • Injective: \(\ker T=\{0\}\), so rank equals \(\dim V\)
  • Surjective: \(\operatorname{Im}T=W\), so rank equals \(\dim W\)
  • In equal finite dimensions, injective, surjective, and bijective are equivalent; finite-dimensional isomorphic spaces have the same dimension

Matrix dimensions

  • An \(m\times n\) matrix represents a map \(\mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^m\)
  • For matrices, nullity is \(n-\operatorname{rank}A\), not \(m-\operatorname{rank}A\)
  • A square \(n\times n\) matrix has rank \(n\) exactly when it is invertible

Dimension proof shortcuts

  • A map from smaller dimension to larger dimension cannot be surjective
  • A map from larger dimension to smaller dimension cannot be injective
  • Rank \(0\) means the image is only the zero vector, so the map is the zero map

Practice set

อันดับ-นัลลิตีและข้อโต้แย้งเกี่ยวกับมิติ practice questions with instant score

Answer all 10 questions below, then get your final score and a mistake review at the end so you know exactly what to improve.

0 / 10 answered
Question 1 Not answered

ถ้า \(T:\mathbb{R}^4\to\mathbb{R}^2\) มีอันดับ \(2\) แล้ว \(\dim(\ker T)\) เป็นเท่าใด?

Question 2 Not answered

ปริภูมิเชิงเส้น \(T:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}^3\) จะเป็นทั่วถึงได้หรือไม่?

Question 3 Not answered

ปริภูมิเชิงเส้น \(T:\mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^2\) จะเป็นหนึ่งต่อหนึ่งได้หรือไม่?

Question 4 Not answered

ถ้า \(T:\mathbb{R}^5\to W\) มีนัลลิตี \(3\) แล้วอันดับของมันเป็นเท่าใด?

Question 5 Not answered

ถ้า \(T:V\to W\) เป็นหนึ่งต่อหนึ่งและ \(\dim V=4\) แล้ว \(\operatorname{rank}T\) เป็นเท่าใด?

Question 6 Not answered

ถ้าปริภูมิเชิงเส้น \(T:\mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^3\) เป็นทั่วถึง เราพูดได้ว่าอย่างไรเกี่ยวกับ \(T\)?

Question 7 Not answered

ถ้า \(\dim V=6\) และ \(\dim(\ker T)=6\) แล้ว \(\operatorname{Im}T\) คืออะไร?

Question 8 Not answered

ถ้า \(T:\mathbb{R}^4\to\mathbb{R}^4\) มีอันดับ \(3\) แล้ว \(T\) เป็นหนึ่งต่อหนึ่งหรือไม่?

Question 9 Not answered

ถ้าปริภูมิเชิงเส้นจากปริภูมิขนาด \(3\) มิติ มีอิมเมจขนาด \(1\) มิติ แล้วนัลลิตีของมันเป็นเท่าใด?

Question 10 Not answered

ปริภูมิเชิงเส้น \(T:\mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^n\) มีเคอร์เนล \(\{0\}\) แล้วผลตามมาคืออะไร?