TU Wien:Mathematik 1 UE (diverse)/Übungen WS07/Beispiel 360

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Sei V=ℂ3, U={(z1,z2,z3)∈V|z1=2z2=3z3}, W={(z1,z2,z3)∈V|z2=0}. Zeigen Sie, daß U und W Teilräume von V sind und bestimmen Sie deren Dimension.


Untervektorraum
Untervektorraum[Bearbeiten, Wikipedia, 3.05 Definition]

Sei ⟨U,+,K⟩ ein Vektorraum, U⊆V heißt Unterraum oder Teilraum, wenn:

  • U≠∅
  • x→,y→∈U⟹x→+y→∈U(U ist abgeschlossen bezüglich U+U)
  • x→∈U,λ∈K⟹λx→∈U(U ist abgeschlossen bezüglich U⋅K)

Lösung von Baccus

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(wurde vom UE-Leiter so ähnlich vorgerechnet) für die lösung des WS08 siehe unten


Zeige Unterraumkriterien für U:

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  • U ist nicht leer: Gegenbeispiel (000)∈U√
  • Additivität:
Sei x→=(x1x1/2x1/3), y→=(y1y1/2y1/3)
⇒x→+y→=(x1x1/2x1/3)+(y1y1/2y1/3)=(x1+y1x1/2+y1/2x1/3+y1/3)=(x1+y112x1+y113x1+y1)∈U√
  • Homogenität:
λx→=(λx1λx1/2λx1/3)=(λx112λx113λx1)∈U√

⟹U ist Unterraum von V.

Zeige Unterraumkriterien für W:

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  • W ist nicht leer: Gegenbeispiel (000)∈W√
  • Additivität:
(x10x3)+(y10y3)=(x1+y10x3+y3)∈W√
  • Homogenität:
λx→=(λx10λx3)=∈W√

⟹W ist Unterraum von V.


Dimension von U

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Die Basis von U ist z.B. (11/21/3); der gesamte Teilraum U⊂ℂ3 kann also von λ(11/21/3) erzeugt werden, hängt also nur von einer Variable ab ⟹dim⁡U=1.

Dimension von W

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Die kanonische Basis von W ist (100), (001); der gesamte Teilraum W kann also von λ(100)+μ(001) erzeugt werden, hängt also von zwei Variablen ab ⟹dim⁡W=2.


Baccus 01:56, 19. Jan 2007 (CET)

Lösung von P0rt0s

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// add WS08 von p0rt0s

Der Beweis, dass U und W Teilmengen von V sind ist auf die gleiche Art und Weise von oben zu lösen. Geringfügige Änderung in der Angabe: werde nur die Lösung für den zweiten Teil der Aufgabe geben, man nimmt von hier aus an, dass U und W Teilräume von V sind.

Dimension von U

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Die Basis von U ist z.B. (100),(010),(001); der gesamte Teilraum U⊂ℂ3 kann also von a(100)+b(010)+(a+b)(001) erzeugt werden, hängt also von zwei Variablen ab ⟹dim⁡U=2.

Dimension von W

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Die Basis von W ist z.B. (1−10),(001); der gesamte Teilraum U⊂ℂ3 kann also von a(1−10)+b(001) erzeugt werden, hängt also von zwei Variablen ab ⟹dim⁡U=2.

P0rt0s 11:28, 14. Jän 2008 (CET)

Wikipedia: