Las transformaciones lineales son funciones entre espacios vectoriales que preservan las operaciones de suma y multiplicación por escalares. El método de Gauss-Jordán permite resolver sistemas de ecuaciones lineales mediante la transformación de la matriz correspondiente a una forma reducida. El núcleo de una transformación lineal contiene los vectores cuya imagen es el vector nulo, mientras que la imagen contiene las imágenes de los puntos del dominio.

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
Santiago Mariño
Sede Barcelona, Edo Anzoátegui
Sección YV
Ingeniería Eléctrica
Transformaciones Lineales
Alumno: Marco Antonio López Gil C.I: 18.299.139
Barcelona, 23 de Marzo de 2017

2. Transformaciones Lineales
Las transformaciones lineales son las funciones con las que trabajaremos en la Algebra Lineal
Se trata de funciones entre K-espacios vectoriales que son compatibles con la estructura es decir,
con la operación y la acción de estos espacios, Aquí se presentan las funciones entre espacios
vectoriales que preservan las cualidades de los
espacios vectoriales. Es decir, de funciones que preservan la suma y la multiplicación por
escalares.
Sean (V, +V, ·V) y (W, +W , ·W ) dos K-espacios vectoriales. Una función
f : V → W se llama una transformación lineal (u homomorfismo, o simplemente morfismo)
de V en W si cumple:
i) f(v +Vv0) = f(v) +W f(v0) ∀ v, v0 ∈ V.
ii) f(λ ·Vv) = λ ·W f(v) ∀ λ ∈ K, ∀ v ∈ V.

3. Observación:
f : V → W es una transformación lineal, entonces f(0V ) = 0W .
En efecto, puesto que f(0V ) = f(0V + 0V ) = f(0V ) + f(0V ), entonces
0W = f(0V ) + (−f(0V )) = ³f(0V ) + f(0V )´+ (−f(0V )) =
= f(0V ) + ³f(0V ) + (−f(0V ))´= f(0V ) + 0W = f(0V ).

4. Método Gauss Jordán.
• El Método de Gauss – Jordán o también llamado eliminación de Gauss – Jordán, es un
método por el cual pueden resolverse sistemas de ecuaciones lineales con n números de
variables, encontrar matrices y matrices inversas, en este caso desarrollaremos la primera
aplicación mencionada. Para resolver sistemas de ecuaciones lineales aplicando este método,
se debe en primer lugar anotar los coeficientes de las variables del sistema de ecuaciones
lineales en su notación matricial.
• Para resolver ecuaciones lineales de cualquier tamaño se puede utilizar el Método de Gauss-
Jordán. ¿En que consiste este método? Consiste en transformar un sistema de ecuaciones en
otra equivalente utilizando las siguientes operaciones.
• 1. Intercambiar dos ecuaciones cualesquiera
• 2. Multiplicar una ecuación por un número distinto de cero.
• 3. Multiplicar una ecuación por un número y sumarla a otra ecuación.

5. Esto es llamado un sistema lineal de ecuaciones el objetivo es reducir el sistema a otro
equivalente, que tenga las mismas soluciones, las llamadas operaciones elementales:
• Multiplicar la ecuación por un escalar no nulo.
• Intercambiar de posición dos ecuaciones
• Suma a una ecuación un múltiplo de la otra.
Estas operaciones pueden representarse con matrices elementales que se usan también en otros
procedimientos como la factorización LU o la diagonalización por congruencia de una matriz
simétrica.

6. Núcleo
Sea L: W una transformación lineal, entonces el núcleo de L notado por
N(L), es el subconjunto de V, que contiene todos los elementos veV, tales como
que sus imágenes iguales a cero. Así N(L)={ve V/L (v)= 0eW}
En matemática, el núcleo de un operador A, denotado como Ker A o Nucl A, es el conjunto de
todos los vectores cuya imagen sea el vector nulo.
Si A es una matriz su núcleo es un subespacio vectorial del espacio vectorial total. La
dimensión de este subespacio se llama nulidad de A y es el número de columnas que no tienen
pivotes al reducir por filas la matriz A. El teorema del rango establece que el rango de
cualquier matriz más su nulidad es igual al número de columnas de la matriz.
Considérese la función f(x, y)= x−y, definida para x e y números reales, que es lineal ya que se
cumple que f(x + z, y + w)=(x + z)−(y + w)=f(x, y)+f(z, w). Su núcleo consiste en todos aquellos
vectores cuya primera y segunda coordenada coinciden, en concreto el conjunto:

7. Si A es una matriz su núcleo es un subespacio vectorial del espacio vectorial total.
La dimensión de este subespacio se llama nulidad de A y es el número de columnas que no tienen
pivotes al reducir por filas la matriz A. El teorema del rango establece que el rango de cualquier
matriz más su nulidad es igual al número de columnas de la matriz.
Imagen: Sea T:E F transformación línea. La imagen de T, escrito Im T, es el conjunto de las
imágenes de los puntos de E en F.
Lm t=

8. Rango y Nulidad.
Los subespacios pueden ser utilizados para describir las características de una matriz A de m x n.
Existen dos subespacios importantes que se pueden asociar con la matriz A: el espacio nulo
(kernel o núcleo) y el rango (o imagen).
Sea la matriz:
Que define una transformación lineal y así . El espacio nulo constará de todos los vectores
que cumplan con la condición Esto quiere decir que:

9. Relación entre Matrices con las transformaciones linéales.
Si V y W tienen dimensión finita y uno tiene elegidas bases en cada uno de los espacios, entonces
todo mapa lineal de V en W puede representarse por una matriz. Recíprocamente, toda matriz
representa una transformación lineal.
Sean T:V→W una transformación lineal, B={v1, ..., vn} una base de V, C={w1, ..., wm} base de
W. Para calcular la matriz asociada a T en las bases B y C debemos calcular T(vi) para cada
i=1,...,n y escribirlo como combinación lineal de la base C:
T(v1)=a11w1+ ...+am1 wm, ..., T(v n)=a1nw1+ ...+amn wm.
La matriz asociada se nota C[T]B y es la siguiente:
Como un vector de W se escribe de forma única como combinación lineal de elementos de C, la
matriz es única.
Gracias al teorema mencionado en la sección Teoremas básicos de las transformaciones lineales
en espacios con dimensión finita, sabemos que dada cualquier elección de u1, ..., un existe y
es única la transformación lineal que envía vi en ui. Por lo tanto, dada A cualquier
matriz m × n, existe y es única la transformación lineal T:V→W tal que C [T] B=A.

10. • Como un vector de W se escribe de forma única como combinación lineal de elementos de C,
la matriz es única.
• Gracias al teorema mencionado en la sección Teoremas básicos de las transformaciones
lineales en espacios con dimensión finita, sabemos que dada cualquier elección de u1, ..., un
existe y es única la transformación lineal que envía Además, las matrices asociadas cumplen
que C [aT+bS] B = a C [T] B + b C [S] B para cualquier a,b∈ℝ, T,S∈ L(V,W). Por esto es que
la aplicación que hace corresponder cada transformación lineal con su matriz asociada es un
isomorfismo entre L(V,W) y Mn×mC (K).
• Si nos restringimos al caso V=W, C=B, tenemos además que esta aplicación es un
isomorfismo entre álgebras.

12. Conclusión
He determinado que en dicha investigación sobre las transformaciones lineales son
operaciones que se realizan sobre un elemento del sub espacio, funciones que siempre estarán
en la algebra lineal, el objetivo es transformar un espacio vectorial en otro, hay que recordar
que las transformaciones lineales son funciones y como tales pueden ser suryectivas,
inyectivas y biyectivas, que preserva las operaciones de adición de vectores y multiplicación
por un escalar y se denomina transformación lineal a toda aplicación cuyo dominio y
codominio sean espacio vectoriales que sean V y W sobre el mismo cuerpo K , en el método
Gauss Jordán es un método por el cual pueden resolverse sistemas de ecuaciones lineales con
n números de variables, encontrar matrices y matrices inversas o en transformar un sistema de
ecuaciones en otro equivalente, la relación que hay en toda matriz representa una
transformación lineal, son aplicaciones lineales los operadores usados en la formulación
matemática de la mecánica cuántica
Clasificación de las transformaciones lineales Monomorfismo y que estas herramientas del
algebras las utilizare como herramientas en mi formación profesional.