LinAlg 1 - Tut8

Erinnerung

disclaimer

Diese Erinnerung dient primär als Hilfe für die Tutoriumsaufgaben.

Insbesondere ist diese weder vollständig (ich habe leider als Tutor auch keine genauen Informationen zu den Vorlesungsinhalten) noch i.A. korrekt (ich habe viele Zettel selber während des ersten Semesters geschrieben und selten gegengelesen, d.h. jedes Buch wird um Größenordnungen weniger Fehler beinhalten)

Liste

Erinnerung

Aufgaben

0) Anleitung: duale Basis angeben

Sei 20241207-linalg_1_tut8_4fdd8789fa7ab04f89f50be529a275839056cb85.svg ein 20241207-linalg_1_tut8_4dbc404b046485ca7ae277b6b3f46b8366c8d8b8.svg-Vektorraum und 20241207-linalg_1_tut8_b6999635a6f9596be1983abb52c912e8ff3e5b82.svg eine Basis.
Sei 20241207-linalg_1_tut8_9e7839e6e0685061c45665e7bcb8832148d942f3.svg die Standardbasis und 20241207-linalg_1_tut8_5cbfad91300a92fd67960a214ed04629ef4e4c10.svg die duale Basis (im Dualraum 20241207-linalg_1_tut8_8f11a7c29f60ba92000ff5ddd07dd3dbdcb35dfe.svg) der Standardbasis.
Für ein Element

20241207-linalg_1_tut8_5ae918b15c27fa4e0e012aaeaa084f9ba33689ee.svg

schreibt man das Lineare Gleichungssystem auf

20241207-linalg_1_tut8_fbab6a24110424b26a27d27a26d7b461954a2b63.svg

und löst es.
Dann ist die duale basis gegeben durch

20241207-linalg_1_tut8_5abe2722467bd37ae3029ded870abd7b9665b47c.svg

Dafür verwendet man später den gauß algorithmus

1) 20241207-linalg_1_tut8_cf4b7ce10e4e98c070d4b997dabebc7110c817ae.svg

Sei 20241207-linalg_1_tut8_5cefb05026c7566218dc9a58a56008e295c12216.svg ein 20241207-linalg_1_tut8_4dbc404b046485ca7ae277b6b3f46b8366c8d8b8.svg-Vektorraum und 20241207-linalg_1_tut8_defc0f722f857c9aed09ac92800f0712a8f4760f.svg Untervektorräume.
Sei 20241207-linalg_1_tut8_6c2825565aa42643a9e7b88f753dbd38003e7672.svg

Zeige

a)

20241207-linalg_1_tut8_c624b13c6e457bbeed1ad433a9eca39b49c5a164.svg

b)

20241207-linalg_1_tut8_18ac042b4d4628d87a2e608521d10c9d8973382c.svg

2)

Sei 20241207-linalg_1_tut8_32bbb85e94c70ed92be59a45094b47b26d733d16.svg und 20241207-linalg_1_tut8_050f1f45cc487416a9d81c37dda85010a61a47b2.svg ein 20241207-linalg_1_tut8_de20cccca6ba5c9f9273546190f092cdc717d5bf.svg-dimensionaler Unterraum.
Sei zudem 20241207-linalg_1_tut8_9cf452951efd328634d2f0b111bec6acdd6635f1.svg

Finde die Dimension von

20241207-linalg_1_tut8_4ac7973ee15c13d63bc90645491b6f98a5799f89.svg

Lösung

Addendum zu Mittwoch:

Ich habe das Argument für

20241207-linalg_1_tut8_98348d10eca37e753efafd1f3b03dad33429e433.svg

nur kurz (und unverständlich) angeschnitten.

Die saubere Formulierung wäre, dass man zwei Verschiedene Vektorräume betrachten kann.
Für Unterräume 20241207-linalg_1_tut8_defc0f722f857c9aed09ac92800f0712a8f4760f.svg gibt es

20241207-linalg_1_tut8_6a629ab9e94fd3995aae5472a0fe3ecaf8909d0d.svg

siehe:

Aber allgemein kann man für zwei beliebige K-Vektorräume (und damit insbesondere auch für 20241207-linalg_1_tut8_3570e20a179009c55f72beaa38149913623a8348.svg) den Vektorraum

20241207-linalg_1_tut8_be0cafbc7d422a949dc892a9109ad6929919241e.svg

bilden.
siehe:

Im Falle 20241207-linalg_1_tut8_64d87f220396c1d056c6daaeaaee887052ad2563.svg gilt dabei

20241207-linalg_1_tut8_98d85d24032104dad459c8dca3e30f3188e77fba.svg

d.h. die beiden Vektorräume sind (sogar kanonisch) isomorph (und daher "nicht durch ihre innere Struktur unterscheidbar")

Ich hätte zudem genauer schreiben sollen, dass der Kern der Abbildung

20241207-linalg_1_tut8_8425f0092bc06e8b19d69d1cb451c874352fb039.svg

isomorph zu (und nicht gleich) 20241207-linalg_1_tut8_334bd66b9fc98af7cb3548a6b5ed3141d656947a.svg ist.

Da Isomorphismen Basen auf Basen abbilden (cf. Bild einer Basis eines Vektorraumisomorphismus als Basis) kann man zur Berechnung von der Dimension eines Vektorraums diesen durch einen Isomorphen Vektorraum ersezten.

Hier funktionieren übrigens beide Abbildungen

20241207-linalg_1_tut8_5be4cf3aca45e276131d03e0db16a668b7335ad2.svg

um das zu zeigen, jedoch ist die untere Abbildung (wohl) leichter zum nachrechnen.

Kommentare

Mittwoch

Ich habe relativ viel Zeit für die erste Aufgabe gegeben.
Einerseits hatte ich nicht den Eindruck, dass viele die Aufgabe geschafft haben.
Andererseits hätte ich aber gerne auch mehr Zeit für die nächste Aufgabe gegeben.

Die Aussage mit der Dimension hätte ich gerne etwas länger besprochen.
(Man kann aber auch über eine Basis argumentieren, es ist nur etwas länger)

Donnerstag

Ich habe vergleichbar viel zeit für die erste Aufgabe gegeben (vlt. etwas weniger).
Ich hatte den Eindruck, dass einige besser vorankamen.

Date: nil

Author: Anton Zakrewski

Created: 2025-01-07 Di 16:54