| @@ -206,4 +206,74 @@ $V = \text{Abb}\left( \{0, 1, \ldots, n+1\}, K\right)$. | |||||
| \end{aufgabe} | \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} | \end{document} | ||||