TU Wien:Algebra und Diskrete Mathematik VU (diverse)/Übungen 2025W/Beispiel 526
Sei , , . Zeigen Sie, daß und Teilräume von sind und bestimmen Sie deren Dimension.
{{Beispiel|1=
Angabetext
}}
oder
{{Beispiel|
Angabetext
}}
zu (im Falle einer korrekten, unverifizierten Lösung "solved". Auch möglich "unsolved", "wrong", "verified_by_tutor". Alle möglichen Werte sind hier: Vorlage:Beispiel dokumentiert.)
{{Beispiel|status=solved|1=
Angabetext
}}
Hilfreiches
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Sei ein Vektorraum, heißt Unterraum oder Teilraum, wenn:
- ist abgeschlossen bezüglich
- ist abgeschlossen bezüglich
Lösung von Baccus
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten](wurde vom UE-Leiter so ähnlich vorgerechnet)
Zeige Unterraumkriterien für U:
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- U ist nicht leer: Gegenbeispiel
- Additivität:
- Sei ,
- Homogenität:
ist Unterraum von .
Zeige Unterraumkriterien für W:
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- W ist nicht leer: Gegenbeispiel
- Additivität:
- Homogenität:
ist Unterraum von .
Dimension von U
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Basis von ist z.B. ; der gesamte Teilraum kann also von erzeugt werden, hängt also nur von einer Variablen ab .
Dimension von W
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die kanonische Basis von ist , ; der gesamte Teilraum kann also von erzeugt werden, hängt also von zwei Variablen ab .
Baccus 01:56, 19. Jan 2007 (CET)
Hilfreiches von Har203
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Sei eine abelsche Gruppe und ein Körper. heißt Vektorraum, wenn folgendes gilt:
Sei ein Vektorraum, heißt Unterraum oder Teilraum, wenn:
- ist abgeschlossen bezüglich
- ist abgeschlossen bezüglich
Zur Überprüfung, ob eine nicht leere Teilmenge von einen Unterraum bildet, muss man nur untersuchen, ob zu je zwei Vektoren und auch und .
Die Dimension eines Vektorraums bezeichnet die Anzahl der Vektoren in jeder Basis von ihm. (Alle Basen eines Vektorraums enthalten dieselbe Anzahl von Vektoren.)
Lösungsvorschlag von Har203
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Sei .
Zeigen Sie, dass und Teilrāume von sind und bestimmen Sie deren Dimension.
Zur Überprüfung, ob eine nicht leere Teilmenge von einen Unterraum bildet, muss man nur untersuchen, ob zu je zwei Vektoren und auch und .
Unterraum U
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]ist eine nicht leere Menge, da der Nullvektor mit .
Seien und zwei Vektoren aus . Wir müssen zeigen, dass bezüglich der Addition und der Skalarmultiplikation abgeschlossen ist. Es muss gelten
- und mit .
- Vertäglichkeit bezüglich der Addition:
- es gilt und .
- Vertäglichkeit bezüglich der Skalarmultiplikation:
- da gilt und es gilt .
- ist Unterraum von
- Dimension von mit der Formel: :
Sei , dann gilt und . D.h. wir haben nur eine einzige Wahlmöglichkeit für die drei Koordinaten und und leiten sich daraus ab. Als Lösungsraum können wir nur einen linear unabhängigen Vektor aufstellen. Wir wählen die erste Koordinate frei und erhalten die abgeleiteten Koordinaten . D.h. unsere Lösungen sind alle auf einer Geraden mit dem Vielfachen z.B. des Vektors
- .
D.h. die Dimension von .
Unterraum W
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]ist eine nicht leere Menge, da der Nullvektor mit .
Seien und zwei Vektoren aus . Wir müssen zeigen, dass bezüglich der Addition und der Skalarmultiplikation abgeschlossen ist. Es muss gelten
- und mit .
- Vertäglichkeit bezüglich der Addition:
- es gilt und .
- Vertäglichkeit bezüglich der Skalarmultiplikation:
- da gilt und es gilt .
- ist Unterraum von
- Dimension von mit der Formel:
Wir können zwei linear unabhängige Vektoren aufstellen. Die dritte Komponente muss immer sein. Als Lösungsraum erhalten wir eine Ebene. Wir können diese Ebene z.B. durch die beiden nachstehenden Vektoren aufspannen. Wir wählen die erste und die letzte Koordinate frei, aber so dass diese beiden Vektor nicht voneinander linear abhängig sind und es muss gelten .
- und .
D.h. die Dimension von .
Links
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Wikipedia:
Ähnliche Beispiele: