Egal was u und v ist, sie sind jedenfalls lin. unabhängig.
Wenn man u mit den Elementen von T darstellen kann, gibt es a,b ∈ℝ mit
a*(u+2v) + b(2u+v) = u
==> (a+2b-1)u + (2a+b)v = 0
Wegen a,b lin. unabhängig folgt also
a+2b-1 = 0 und 2a+b= 0
also a=-1/3 und b=2/3 also ist
(-1/3) *(u+2v) + (2/3)(2u+v) = u
die gesuchte Darstellung und damit ist u∈Span(T).