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Sei (V,<.,. > ) ein euklidischer VR und sei f element L(V,V) mit <f(v),v> =0 für alle v element V. Dann gilt f=0

Sei (V,<.,. > ) ein unitärer VR und sei f element L(V,V) mit <f(v),v> =0 für alle v element V. Dann gilt f=0


Hallo, wie könnte ich diese beiden Aussagen zeigen oder widerlegen?

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Wenn V=R², f= Drehung um 90°, dann sollte für jedes v f(v) senkrecht zum Urbild v stehen, aber f ist nicht Null.

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Hallo :-)

Zum unitären Fall kannst du dir mal wegen \(\langle f(x),x \rangle=0\) folgende Gleichheit anschauen:

\(0=\langle f(v+w),v+w \rangle\) anschauen. \(x\in V\) wird hier nur als Summe zerlegt dargestellt... Also \(x=v+w\).

Unter Ausnutzung der Linearität von \(f\) und von \(\langle .,. \rangle\) kannst du das zu

\(0=\langle f(v),w \rangle + \langle f(w),v \rangle\) bzw. zu \(\langle f(v),w \rangle=-\langle f(w),v \rangle\) umformen. (*)

Jetzt wähle dir mal \(w:=i\cdot b\)

Dann hast du

\(0=\langle f(v),i\cdot b \rangle + \langle f(i\cdot b),v \rangle\)

und damit umgeformt

\(\langle f(v),b \rangle=\langle f(b),v \rangle\)

Mit (*) ist also

\(\langle f(v),b \rangle=-\langle f(v),b \rangle \Leftrightarrow 0=2\cdot \langle f(v),b \rangle\)


Wie musst du nun \(b\) wählen, damit aus \(0=2\cdot \langle f(v),b \rangle\) schlussendlich \(f=0\) folgt? Denke an die Definitheit von \(\langle .,. \rangle\).

Der Witz an diesem Gesamtverlauf ist, sich spezielle \(x\) zu definieren, um daraus \(f=0\) schließen zu können. Das darf man deswegen hier so machen, da ja \(\langle f(x),x \rangle=0\) für alle \(x\in V\) gilt.

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