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@@ -206,4 +206,74 @@ $V = \text{Abb}\left( \{0, 1, \ldots, n+1\}, K\right)$. |
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\end{aufgabe} |
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\begin{aufgabe} |
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Es sei $K$ ein Körper und $U, V$ zwei $K$-Vektorräume. |
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\begin{enumerate}[a)] |
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\item Beh.: Ist $f\colon U \to V$ linear, ist auch die duale |
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Abbildung $f^{*}\colon V^{*} \to U^{*}$ linear. |
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\begin{proof} |
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Seien $\varphi_1, \varphi_2 \in V^{*}$ und $a \in K$ beliebig. |
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\begin{align*} |
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f^{*}(\varphi_1 + \varphi_2) &= |
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(\varphi_1 + \varphi_2) \circ f |
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= \varphi_1 \circ f + \varphi_2 \circ f |
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= f^{*}(\varphi_1) + f^{*}(\varphi_2) \\ |
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f^{*}(a \varphi_1) &= |
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(a \varphi_1) \circ f |
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\stackrel{\varphi_1 \text{ linear}}{=} |
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a ((\varphi_1) \circ f) |
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= a f^{*}(\varphi_1) |
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.\end{align*} |
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\end{proof} |
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\item Beh.: Die Auswertungsabbildung ev: $U \to (U^{*})^{*}$, mit |
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\[ |
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u \mapsto (f \mapsto f(u)) |
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\] ist linear. |
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\begin{proof} |
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Seien $u_1, u_2 \in U$, $a \in K$ und $f \in U^{*}$ beliebig. |
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\begin{align*} |
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\text{ev}(u_1 + u_2)(f) &= |
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f(u_1 + u_2) |
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\stackrel{f \text{ linear}} {=} f(u_1) + f(u_2) |
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= \text{ev}(u_1)(f) + \text{ev}(u_2)(f) \\ |
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\text{ev}(a u_1)(f) &= |
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f(a u_1) |
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\stackrel{f \text{ linear}} {=} a f(u_1) |
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= a \cdot \text{ev}(u_1)(f) |
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.\end{align*} |
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\end{proof} |
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\end{enumerate} |
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\end{aufgabe} |
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\begin{aufgabe} |
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Es sei $K$ ein Körper und $U, V$ zwei $K$-Vektorräume. |
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\begin{enumerate}[a)] |
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\item Die Abbildung $*$: |
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$\text{Hom}_K(U,V) \to \text{Hom}_K(V^{*}, U^{*})$ |
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ist linear. |
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\begin{proof} |
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Seien $f_1, f_2 \in \text{Hom}_K(U,V)$, |
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$\varphi \in V^{*}$ |
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und $a \in K$ beliebig. |
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\begin{align*} |
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*(f_1 + f_2)(\varphi) &= (f_1 + f_2)^{*}(\varphi) |
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= \varphi \circ (f_1 + f_2) |
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= \varphi \circ f_1 + \varphi \circ f_2 |
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= *(f_1)(\varphi) + *(f_2)(\varphi) \\ |
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*(a f_1)(\varphi) |
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&= (a f_1)*(\varphi) |
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= \varphi \circ (a f_1) |
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= a (\varphi \circ f_1) |
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= a*(f_1)(\varphi) |
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.\end{align*} |
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\end{proof} |
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\item Ist $f\colon U \to V$ linear und surjektiv, so ist |
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$f^{*}\colon V^{*} \to U^{*}$ injektiv. |
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\end{enumerate} |
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\end{aufgabe} |
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\end{document} |