| @@ -12,7 +12,7 @@ | |||||
| \begin{aufgabe} | \begin{aufgabe} | ||||
| \begin{enumerate}[(a)] | \begin{enumerate}[(a)] | ||||
| \item Es seien $f\colon V \to W$ und $g: W \to V$ lineare Abbildungen | \item Es seien $f\colon V \to W$ und $g: W \to V$ lineare Abbildungen | ||||
| zwischen $V$ und $W$ Vektorräumen. | |||||
| zwischen Vektorräumen $V$ und $W$. | |||||
| Beh.: Es existiert genau dann ein $v \in V \setminus \{0\} $ mit $(g \circ f)(v) = v$, wenn | Beh.: Es existiert genau dann ein $v \in V \setminus \{0\} $ mit $(g \circ f)(v) = v$, wenn | ||||
| es ein $w \in W \setminus \{0\} $ gibt mit $(f \circ g)(w) = w$. | es ein $w \in W \setminus \{0\} $ gibt mit $(f \circ g)(w) = w$. | ||||
| @@ -37,10 +37,10 @@ | |||||
| \begin{align*} | \begin{align*} | ||||
| &\text{ker}(id_{K^{n}} - a \circ b) = \{0\} \\ | &\text{ker}(id_{K^{n}} - a \circ b) = \{0\} \\ | ||||
| \implies & id_{K^{n}}(v) - a(b(v)) \neq 0 \quad \forall v \in V \setminus \{0\} \\ | \implies & id_{K^{n}}(v) - a(b(v)) \neq 0 \quad \forall v \in V \setminus \{0\} \\ | ||||
| \implies &v \neq a(b(v)) \quad \forall v \in V \setminus \{0\} | |||||
| \implies &v \neq a(b(v)) \quad \forall v \in V \setminus \{0\} \quad (*) | |||||
| \intertext{Sei nun $w \in K^{m}$ mit $id_{K^{m}} - b(a(w)) = 0$.} | \intertext{Sei nun $w \in K^{m}$ mit $id_{K^{m}} - b(a(w)) = 0$.} | ||||
| \implies & w = b(a(w)) \\ | \implies & w = b(a(w)) \\ | ||||
| \stackrel{\text{1a)}}{\implies} &w = 0 | |||||
| \stackrel{\text{(a) und } * }{\implies} &w = 0 | |||||
| .\end{align*} | .\end{align*} | ||||
| Damit ist $id_{K^{m}} - b \circ a$ ein injektiver Endomorphismus, also | Damit ist $id_{K^{m}} - b \circ a$ ein injektiver Endomorphismus, also | ||||
| auch bijektiv, also Automorphismus.\\ | auch bijektiv, also Automorphismus.\\ | ||||
| @@ -55,18 +55,20 @@ | |||||
| \begin{enumerate}[(a)] | \begin{enumerate}[(a)] | ||||
| \item Beh.: $\text{ker } A = \{x - BAx \mid x \in K^{m}\} $ | \item Beh.: $\text{ker } A = \{x - BAx \mid x \in K^{m}\} $ | ||||
| \begin{proof} | \begin{proof} | ||||
| Zz.: $\text{ker } A \subset \{x - BAx \mid x \in K^{m}\} $ | |||||
| Zz.: $\text{ker } A \subset \{x' - BAx' \mid x' \in K^{m}\} $ | |||||
| Sei $x \in \text{ker } A$, d.h. $Ax = 0$, damit: | Sei $x \in \text{ker } A$, d.h. $Ax = 0$, damit: | ||||
| \[ | |||||
| x - BAx = x - B\cdot 0 = x | |||||
| .\] | |||||
| \begin{align*} | |||||
| &x - BAx = x - B\cdot 0 = x \\ | |||||
| \implies & x \in \{x' - BAx' \mid x' \in K^{m}\} | |||||
| .\end{align*} | |||||
| Zz.: $\{x - BAx \mid x \in K^{m}\} \subset \text{ker } A$ | Zz.: $\{x - BAx \mid x \in K^{m}\} \subset \text{ker } A$ | ||||
| Sei $r \in K^{m}$, dann $x := r - BAr$. Damit folgt: | Sei $r \in K^{m}$, dann $x := r - BAr$. Damit folgt: | ||||
| \begin{align*} | \begin{align*} | ||||
| Ax = Ar - ABAr \stackrel{ABA=A}{=} Ar - Ar = 0 | |||||
| &Ax = Ar - ABAr \stackrel{ABA=A}{=} Ar - Ar = 0\\ | |||||
| \implies & x \in \text{ker } A | |||||
| .\end{align*} | .\end{align*} | ||||
| \end{proof} | \end{proof} | ||||
| \item Beh.: $Ax = b$ hat eine Lösung $\iff ABb = b$ | \item Beh.: $Ax = b$ hat eine Lösung $\iff ABb = b$ | ||||
| @@ -232,7 +234,7 @@ | |||||
| &a \cdot \binom{1}{2} + b \binom{0}{-1} = 0 \\ | &a \cdot \binom{1}{2} + b \binom{0}{-1} = 0 \\ | ||||
| \implies & a = 0 \land 2a -b = 0 \implies b = 0 | \implies & a = 0 \land 2a -b = 0 \implies b = 0 | ||||
| .\end{align*} | .\end{align*} | ||||
| $\implies$ $\underline{v}$ ist linear unabhängig wegen $\text{dim } \Q^{2} = 2$ eine Basis | |||||
| $\implies$ $\underline{v}$ ist linear unabhängig und wegen $\text{dim } \Q^{2} = 2$ eine Basis | |||||
| von $\Q^{2}$. | von $\Q^{2}$. | ||||
| \end{proof} | \end{proof} | ||||
| Beh.: $\underline{w} = \left( (1,1)^{t}, (3,2)^{t} \right) $ ist Basis von $\Q^{2}$ | Beh.: $\underline{w} = \left( (1,1)^{t}, (3,2)^{t} \right) $ ist Basis von $\Q^{2}$ | ||||
| @@ -245,7 +247,7 @@ | |||||
| \implies & a + 3b = 0 \land a +2b = 0 | \implies & a + 3b = 0 \land a +2b = 0 | ||||
| \implies b = a = 0 | \implies b = a = 0 | ||||
| .\end{align*} | .\end{align*} | ||||
| $\implies$ $\underline{v}$ ist linear unabhängig wegen $\text{dim } \Q^{2} = 2$ eine Basis | |||||
| $\implies$ $\underline{v}$ ist linear unabhängig und wegen $\text{dim } \Q^{2} = 2$ eine Basis | |||||
| von $\Q^{2}$. | von $\Q^{2}$. | ||||
| \end{proof} | \end{proof} | ||||