| @@ -325,7 +325,12 @@ | |||||
| Sei $U$ Komplement zu $\text{ker }\pi$ und $(u_i)_{i\in I}$ Basis von $U$. | Sei $U$ Komplement zu $\text{ker }\pi$ und $(u_i)_{i\in I}$ Basis von $U$. | ||||
| Wegen Homomorphiesatz gilt: $\text{Bild}(\pi) \stackrel{\sim }{=} V / \text{ker }(\pi)$. | Wegen Homomorphiesatz gilt: $\text{Bild}(\pi) \stackrel{\sim }{=} V / \text{ker }(\pi)$. | ||||
| Nach Blatt 6 gilt: $(u_i + \text{ker } \pi)_{i \in I}$ ist Basis von $V / \text{ker }(\pi)$. | |||||
| Nach Blatt 6 Aufg. 3c) gilt: | |||||
| $(u_i + \text{ker } \pi)_{i \in I}$ | |||||
| ist Basis von $V / \text{ker }(\pi)$. | |||||
| Wegen $(u_i)_{i \in I}$ Basis von $U$, folgt also | |||||
| $V / \text{ker}(\pi) \stackrel{\sim }{=} U$. | |||||
| Damit: | Damit: | ||||
| \[ | \[ | ||||
| \text{Bild}(\pi) \stackrel{\sim }{=} V / \text{ker }(\pi) \stackrel{\sim }{=} U | \text{Bild}(\pi) \stackrel{\sim }{=} V / \text{ker }(\pi) \stackrel{\sim }{=} U | ||||
| @@ -346,24 +351,51 @@ | |||||
| A_3 := \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | A_3 := \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | ||||
| .\] | .\] | ||||
| \begin{proof} | \begin{proof} | ||||
| Sei $\underline{e}$ die kanonische Basis des $V := \Q^{2}$. | |||||
| \begin{enumerate} | \begin{enumerate} | ||||
| \item $A_1$ ist die Einheitsmatrix $\implies A_1 \cdot A_1 = A_1$ und | |||||
| $A_1 \cdot (1,1)^{t} = (1,1)^{t}$. | |||||
| \item \[ | |||||
| A_2 \cdot A_2 = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1\end{pmatrix} | |||||
| = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} = A_2 | |||||
| .\] \[ | |||||
| A_2 \cdot (1,1)^{t} = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} | |||||
| = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} = (1,1)^{t} | |||||
| \item Wähle $U = V$ und | |||||
| $W = \{0\} $ und wähle $\pi = id$ in der kanonischen Basis, damit | |||||
| gilt | |||||
| \[ | |||||
| A_1 := M(\pi) = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| .\] | .\] | ||||
| \item \[ | |||||
| A_3 \cdot A_3 = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | |||||
| Die Eigenschaften sind für die Einheitsmatrix offensichtlich | |||||
| erfüllt. | |||||
| \item Wähle die Basis $\underline{v} =\{(1, 1), (1, 0)\}$ und damit | |||||
| $U = \text{Lin}((1,1))$ und $W = \text{Lin}((1,0))$. | |||||
| Nun definiere $\pi: V \to V$ mit $\pi((1,1)) = (1,1)$ und | |||||
| $\pi((1,0)) = (0,0)$. Die Darstellungsmatrix von $\underline{v}$ | |||||
| nach $\underline{e}$ ergibt sich damit durch: | |||||
| \[ | |||||
| A_2 := M_{\underline{e}}^{\underline{v}} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | |||||
| .\] | |||||
| \[ | |||||
| A_2 \cdot A_2 = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0\end{pmatrix} | \cdot \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0\end{pmatrix} | ||||
| = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} = A_3 | |||||
| = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} = A_2 | |||||
| .\] \[ | .\] \[ | ||||
| A_3 \cdot (1,1)^{t} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | |||||
| A_2 \cdot (1,1)^{t} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} | |||||
| = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} = (1,1)^{t} | |||||
| .\] | |||||
| \item Wähle die Basis $\underline{v} =\{(0, 1), (1, 1)\}$ und damit | |||||
| $U = \text{Lin}((1,1))$ und $W = \text{Lin}((0,1))$. | |||||
| Nun definiere $\pi: V \to V$ mit $\pi((1,1)) = (1,1)$ und | |||||
| $\pi((0,1)) = (0,0)$. Die Darstellungsmatrix von $\underline{v}$ | |||||
| nach $\underline{e}$ ergibt sich damit durch: | |||||
| \[ | |||||
| A_3 := M_{\underline{e}}^{\underline{v}} = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| \] | |||||
| \[ | |||||
| A_3 \cdot A_3 = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1\end{pmatrix} | |||||
| = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} = A_3 | |||||
| .\] | |||||
| \[ | |||||
| A_3 \cdot (1,1)^{t} = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} | |||||
| \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} | \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} | ||||
| = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} = (1,1)^{t} | = \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix} = (1,1)^{t} | ||||
| .\] | .\] | ||||