diff --git a/ws2019/la/uebungen/la5.pdf b/ws2019/la/uebungen/la5.pdf index 6d844b6..63d413a 100644 Binary files a/ws2019/la/uebungen/la5.pdf and b/ws2019/la/uebungen/la5.pdf differ diff --git a/ws2019/la/uebungen/la5.tex b/ws2019/la/uebungen/la5.tex index 0ce4739..2a74975 100644 --- a/ws2019/la/uebungen/la5.tex +++ b/ws2019/la/uebungen/la5.tex @@ -206,4 +206,74 @@ $V = \text{Abb}\left( \{0, 1, \ldots, n+1\}, K\right)$. \end{aufgabe} +\begin{aufgabe} + Es sei $K$ ein Körper und $U, V$ zwei $K$-Vektorräume. + \begin{enumerate}[a)] + \item Beh.: Ist $f\colon U \to V$ linear, ist auch die duale + Abbildung $f^{*}\colon V^{*} \to U^{*}$ linear. + + \begin{proof} + Seien $\varphi_1, \varphi_2 \in V^{*}$ und $a \in K$ beliebig. + \begin{align*} + f^{*}(\varphi_1 + \varphi_2) &= + (\varphi_1 + \varphi_2) \circ f + = \varphi_1 \circ f + \varphi_2 \circ f + = f^{*}(\varphi_1) + f^{*}(\varphi_2) \\ + f^{*}(a \varphi_1) &= + (a \varphi_1) \circ f + \stackrel{\varphi_1 \text{ linear}}{=} + a ((\varphi_1) \circ f) + = a f^{*}(\varphi_1) + .\end{align*} + \end{proof} + \item Beh.: Die Auswertungsabbildung ev: $U \to (U^{*})^{*}$, mit + \[ + u \mapsto (f \mapsto f(u)) + \] ist linear. + + \begin{proof} + Seien $u_1, u_2 \in U$, $a \in K$ und $f \in U^{*}$ beliebig. + \begin{align*} + \text{ev}(u_1 + u_2)(f) &= + f(u_1 + u_2) + \stackrel{f \text{ linear}} {=} f(u_1) + f(u_2) + = \text{ev}(u_1)(f) + \text{ev}(u_2)(f) \\ + \text{ev}(a u_1)(f) &= + f(a u_1) + \stackrel{f \text{ linear}} {=} a f(u_1) + = a \cdot \text{ev}(u_1)(f) + .\end{align*} + \end{proof} + \end{enumerate} +\end{aufgabe} + +\begin{aufgabe} + Es sei $K$ ein Körper und $U, V$ zwei $K$-Vektorräume. + + \begin{enumerate}[a)] + \item Die Abbildung $*$: + $\text{Hom}_K(U,V) \to \text{Hom}_K(V^{*}, U^{*})$ + ist linear. + + \begin{proof} + Seien $f_1, f_2 \in \text{Hom}_K(U,V)$, + $\varphi \in V^{*}$ + und $a \in K$ beliebig. + \begin{align*} + *(f_1 + f_2)(\varphi) &= (f_1 + f_2)^{*}(\varphi) + = \varphi \circ (f_1 + f_2) + = \varphi \circ f_1 + \varphi \circ f_2 + = *(f_1)(\varphi) + *(f_2)(\varphi) \\ + *(a f_1)(\varphi) + &= (a f_1)*(\varphi) + = \varphi \circ (a f_1) + = a (\varphi \circ f_1) + = a*(f_1)(\varphi) + .\end{align*} + \end{proof} + \item Ist $f\colon U \to V$ linear und surjektiv, so ist + $f^{*}\colon V^{*} \to U^{*}$ injektiv. + \end{enumerate} +\end{aufgabe} + \end{document}