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Aufgabe:

Seien K ein Körper, V ein ein endlich dimensionaler K-Vektorraum und A,B,C drei Basen von V.

Beweisen Sie die folgende Identität: TAC = TBC TAB (wobei das Transformationsmatrizen sind).


Problem/Ansatz:

Wie kann man das beweisen?

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Sei V n-dimensional, dann haben alle Basen n Elemente. Seien also

A=\( (u_1 , \dots , u_n)  \) , A=\( (v_1 , \dots , v_n)  \), A=\( (w_1 , \dots , w_n)  \)

Die drei Basen, und wenn man zeigen

kann, dass für jeden Vektor v mit den Koordinaten a= (a1, ... ,an ) ∈ K^n gilt

\(  T^A_C \cdot a = T^B_C \cdot T^A_B \cdot a  \)

Dann ist die Gleichheit ja gezeigt.

Zu den Matrizen gehören lin. Abb'en, etwa

f zu \(   T^B_C \)  und g zu \(   T^A_B  \)

Dann ergibt \(  T^A_B \cdot a  \) die Koordinaten, mit

denen f(v) mit der Basis B dargestellt wird

f(v) = b1 * v1 + ... bn * vn.

Wenn man nun den Spaltenvektor (b1,...,bn)^T nimmt

und rechnet \(  T^A_B \cdot (b_1,\dots,b_n)^T \)

Dann erhält man die Koordinaten, mit denen g(f(v)) mit

der Basis C dargestellt wird.

Nun entspricht aber das Produkt der Matrizen der

Hintereinanderausführung der Abbildungen, also

liefert \(  T^A_C \cdot a \) das gleiche Ergebnis.

Avatar von 289 k 🚀

Vielen Dank!! :)

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