TU Wien:Algebra und Diskrete Mathematik VU (diverse)/Übungen 2025W/Beispiel 480

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Zeigen Sie: In jedem Vektorraum V über dem Körper 𝕂 gilt λ⋅0=0 für alle λ∈𝕂 und 0K⋅a→=0 für alle a→∈V.

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Lösungsvorschlag von neo

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Meinem Verständnis nach entspricht o in diesem Fall dem Nullvektor.
o=(0000...)

λ∗o=λ∗(0000...)=(λ0λ0λ0λ0...)=(0000...)=o

0∗a=0∗(a1a2a3a4...)=(0a10a20a30a4...)=(0000...)=o
◻

Vektorraum
Vektorraum[Bearbeiten, Wikipedia, 3.02 Definition]

Sei (V,+) eine abelsche Gruppe und K ein Körper. (V,+,K) heißt Vektorraum, wenn ∀x→,y→∈V,∀λ,μ∈K folgendes gilt:

  1. λ⋅(x→+y→)=λx→+λy→
  2. (λ+μ)⋅x→=λx→+μx
  3. (λ⋅μ)⋅x→=λ⋅(μx→)
  4. 1⋅x→=x→

Lösungsvorschlag von Har203

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--Har203 20:05, 24. Feb. 2026 (CET)

Zeigen Sie: In jedem Vektorraum V über dem Körper 𝕂 gilt λ⋅0=0 für alle λ∈𝕂 und 0K⋅a→=0 für alle a→∈V.

Anmerkung: In diesen Beweisen unterscheide ich zwischen 0 des Körpers 0K∈𝕂 und dem Nullvektor 0V∈V.


Zuerst zeigen wir den zweiten Beweis für 0K⋅a→=0V,∀a→∈V:

Beweis: 0K⋅a→=0V→,a→,0V→∈V,0K∈𝕂:

Aus (0K+0K)=0K folgt:

(0K+0K)⋅a→=(0K)⋅a→.

Das DG besagt: (λ+μ)⋅a→=(λ⋅a→)+(μ⋅a→):

Ausgehend vom DG folgt:

(0K+0K)⋅a→=(0K⋅a→)+(0K⋅a→).

Also gilt:

(0K+0K)⋅a→=(0K⋅a→) und (0K+0K)⋅a→=(0K⋅a→)+(0K⋅a→).

Setzt man die beiden rechten Seiten gleich, folgt:

(0K⋅a→)=(0K⋅a→)+(0K⋅a→).

Addieren wir auf beiden Seiten das additiv Inverse von (0K⋅a→), so folgt:

(0K⋅a→)+(−(0K⋅a→))=(0K⋅a→)+(0K⋅a→)+(−(0K⋅a→))⟹0V→=(0K⋅a→).


Den ersten Beweis kann man in zwei Varianten interpretieren:

  • Multiplikation mit dem Skalar 0K: Das ergibt wegen der Körpereigenschaften, keine Nullteiler, sofort 0K (ohne Beweis).
  • Multiplikation mit dem Nullvektor 0V:. Das ist der interessantere Beweis.

Beweis: λ⋅0V=0V für alle λ∈𝕂,a→∈V.

λ⋅(0V+0V)=λ⋅(0V) und

Aus dem Vektorraumaxiom (DG) gilt allgemein (b→∈V):

λ⋅(a→+b→)=λ⋅a→+λ⋅b→.

Daraus folgt:

λ⋅(0V+0V)=λ⋅0V+λ⋅0V.

Also gilt:

λ⋅(0V+0V)=λ⋅(0V) und λ⋅(0V+0V)=λ⋅0V+λ⋅0V.

Setzen wir nun die beiden Seiten gleich, dann folgt daraus:

λ⋅0V=λ⋅0V+λ⋅0V.

Addieren wir auf beiden Seiten das additive, vektorielle Inverse von (λ⋅0V), erhalten wir:

λ⋅0V+−(λ⋅0V)=λ⋅0V+λ⋅0V+−(λ⋅0V).

Auf der linken Seite bleibt 0V und auf der rechten Seite bleibt λ⋅0V stehen, also gilt

0V=(λ⋅0V). ◼

Wikipedia:

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