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Aufgabe:

Gegeben seien die affinen Unterräume

A1:= { (1,2,5)T + λ1(0,1,0)T + μ1(0,1,1)T | λ,μ ∈ ℝ} ⊂ ℝ³

A2:= { (0,1,1)T + λ2(1,1,1)T + μ2(1,1,2)T | λ,μ ∈ ℝ} ⊂ ℝ³

a) Berechnen Sie den affinen Unterraum A1 ∩ A2 ⊂ ℝ³.

b) Zeigen Sie, dass v:= (1,2,1)T ∈ A1 ∩ A2 und stellen Sie A1 ∩ A2 als affinen Raum mit "Aufhängepunkt" v dar.

c) Geben Sie die Dimension des affinen Unterraums A1 ∩ A2 an.

Problem/Ansatz:

Hallo ich komme mit dieser Aufgabe leider gar nicht zurecht, da ich zu diesem Zeitpunkt aus persönlichen Gründen leider nicht zur Vorlesung konnte und mit meinem Skript komm ich irgendwie nicht weiter. Ich weiß, dass ein affiner Unterraum diese Form hat.

A= v+UA= {v+u | u∈ UA}  und wenn ich das richtig Verstanden habe ist die Dimension von A= die von UA.

Würde mich freuen wenn mir das mal jemand zeigen könnte.


Liebe Grüße und eine schöne Woche

Matheniko

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Die Vorgabe

A1:= { (1,2,5)^T + λ1(0,1,0)^T + μ1(0,1,1)^T | λ,μ ∈ ℝ} ⊂ ℝ³

stimmt mit der Def.  A= v+UA= {v+u | u∈ UA} überein.

Bei A1 ist eben (1,2,5)^T das v, also der "Aufhängepunkt" und durch

λ1(0,1,0)^T + μ1(0,1,1)^T werden die Elemente

des  durch   (0,1,0)^T und (0,1,1)^T aufgespannten Unterraumes

U von R^3 beschrieben, also hat A1 die dim=2.

Anschaulich ist A1 die Ebene durch den Punkt (1,2,5)

mit den Richtungsvektoren (Spannvektoren)  (0,1,0)^T und (0,1,1)^T.

Für den Durchschnitt der beiden musst du nur Gleichsetzen

(1,2,5)T + λ1(0,1,0)T + μ1(0,1,1)T  =  (0,1,1)T + λ2(1,1,1)T + μ2(1,1,2)T

und erhältst ein Gl. System mit den 4 Variablen

λ1 ,  μ1 ,  λ2  ,  μ2

Darin  kannst du so nach und nach zwei Variable eliminieren und bekommst z.B.

(je nach Rechnung auch etwas anderes)

λ2 + μ2 = 1   bzw.      λ2 =   1  - μ2 . Das setzt du bei A2 ein und bekommst

für die Elemente von A1∩A2 die Darstellung

(0,1,1)^T + ( 1  - μ2 )*(1,1,1)^T + μ2(1,1,2)^T

=  (1,2,2)^T + μ2*(0,0,1)^T.

Und für  μ2 = -1 ergibt das den geforderten Wert v= (1,2,1)^T .

Und der zugehörige Untervektorraum ist der von (0,0,1)^T aufgespannte.

Der Schnitt ist also eindimensional ( also anschaulich eine

Gerade durch  (1,2,1)^T  bzw. durch  (1,2,2)^T  mit Richtungsvektor (0,0,1)^T.

Die gesuchte Darstellung also z.B.

A1 ∩ A2  = { (1,2,1)^T  + t*(0,0,1)^T  | t∈ℝ }  mit dim=1.

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