0 Daumen
597 Aufrufe

Aufgabe:

Seien \( V \) ein Vektorraum und \( U, W \) Unterräume von \( V \) mit \( V=U+W \) Weiter seien \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}\right) \in U^{m} \) und \( \left(w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \in W^{n} . \) Beweisen oder widerlegen Sie die folgenden Aussagen:

a) Ist \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}\right) \) eine Basis von \( U \) und \( \left(w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \) eine Basis von \( W \), so ist \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}, w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \) eine Basis von \( V \)

b) Ist \( \operatorname{dim} V=m+n \) und \( L\left(u_{1}, \ldots, u_{m}\right)=U \) sowie \( L\left(w_{1}, \ldots, w_{n}\right)=W \), so ist \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}, w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \) eine Basis von \( V \)

c) Ist \( L\left(u_{1}, \ldots, u_{m}, w_{1}, \ldots, w_{n}\right)=V \), so ist \( U=L\left(u_{1}, \ldots, u_{m}\right) \) sowie \( W= \) \( L\left(w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \)

d) Ist \( U \cap W=\{0\} \), und sind \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}\right) \) und \( \left(w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \) linear unabhängig, so ist auch \( \left(u_{1}, \ldots, u_{m}, w_{1}, \ldots, w_{n}\right) \) linear unabhängig.

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort
zu a)
ist falsch  wähle etwa U=W=V  (jeder V-R ist ja Unterraum von sich.
Dann ist U+W=V aber wenn z.B. V = IR^2 ist, dann hat jede Basis 2 Elemente,
und hier hätte sie ja dann 4

b) stimmt

c) falsch siehe a)

d) stimmt:  Ansatz  a1*u1+....am*um + b1*w1 + ....bn*wn = 0 . nach Vor ist
a1*u1+....am*um aus U und b1*w1 + ....bn*wn aus W da die Summe 0 ist, gilt

a1*u1+....am*um = - ( b1*w1 + ....bn*wn) also  - ( b1*w1 + ....bn*wn)  aus U
 
also auch b1*w1 + ....bn*wn aus U und damit aus U und aus W, also = 0 (Vor!)

Dann sind aber wegen der lin. Unabhängigkeit der u's und der w's alle
Koeffizienten gleich 0, also das Gesamtsystem lin. unabh.
Avatar von 289 k 🚀

könntest du mir bitte erklären wieso b) stimmt?

das verstehe ich nicht ganz.

wenn v aus V ist und V = U+W, dann gibt es u asu U und w aus W mit

v = u+w. Da u durch die ui und w durch die wi erzeugt wird , wird also v durch

das komplette System der ui und wi erzeugt, also ist dieses ein Erz.syst. für

V.

Und jedes Erz.syst. ,dessen Anzahl der dim entspricht ist eine Basis.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community