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v1=... w1=... v2=... w2=... wie in Aufgabe v3 = (1 0 0) [oder sagen: „es gibt“ ein v3, so dass {v1,v2,v3} eine Basis von R^3 ist] wähle w3 in R^3 beliebig ---> ex. lin Abb φ : R^3 ---> R^3 (siehe Satz 6.1.13)
5b) ii) wir wissen, dass {w1, w2} lin unabh. ---> also ex. w3 ∈ R^3 s. d. {w1, w2, w3} eine Basis von R^3 ist. ---> lin Abb φ wie vorher erzeugen. Zz: φ ist injektiv. (Dann folgt: φ bijektiv (weil VR beide 3-dimensional sind), also φ ein Isomorphismus) Sei x ∈ Kern(φ). Dann x = c1·v1 + c2·v2 + c3·v3 Also 0 = φ(x) = c1·w1 + c2·w2 + c3·w3 Also c1, c2, c3 = 0, weil {w1, w2, w3} eine Basis Also x = c1·v1 + c2·v2 + c3·v3 = 0. ===> Damit haben wir gezeigt, dass Kern(φ) = {0} (beachte, dass 0 immer im Kern ist) ===> φ injektiv.
ODER
Aus Korollar 6.1.15 folgt φ ein Iso, weil {w1, w2, w3} eine Basis ist.
iii) setze w3 = 0. Konstruiere φ wie oben. Dann erfüllt φ die 3 erwünschten Eigenschaften. Und φ(v3) = w3 = 0, sodass Kern(φ) ≠ {0}, weil v3 ≠ 0. Darum ist φ nicht injektiv und damit kein Isomorphismus.
Wenn dim(W) = m, m eine endliche Zahl:
(1) φ injektiv <==> Kern(φ) = {0} <==> dim(Kern(φ)) = 0 <==> dim(Bild(φ)) = dim(V) <==> Rang(φ) = dim(V) <==> Rang(φ) ≥ dim(V)
(2) φ surjektiv <==> Bild(φ) = W <==> dim(Bild(φ)) = dim(W) (=m) <==> Rang(φ) = dim(W) <==> Rang(φ) ≥ dim(W)
z. B. wenn Bild(φ) = lin{w1, w2, ..., w_r} und {w1, w2, ..., w_r} lin unabh.
dann dim(Bild(φ)) = r
A = ( a_ij ) eine m x n Matrix B = ( b_ij ) eine m x n Matrix
A + 5B = ( a_ij + 5b_ij )
A = ( a_ij ) eine m x n Matrix ¯ B = ( b_ij ) eine n x l Matrix ¯ („innere Dimensionen“ müssen übereinstimmen, um Matrixmult. durchzuführen) n A·B = ( c_ij ), wobei c_ij = ∑ a_ik b_kj k=1
l
B·A = ( d_ij ), wobei d_ij = ∑ b_ik a_kj k=1
BEWEISE
d)
Behauptung. A,B ⊆ Y gilt f^-1(A∩B) = f^−1(A) ∩ f^−1(B).
Beweis.
(⊆) Sei x ∈ f^-1(A∩B) beliebig.
Zu zeigen: x ∈ f^−1(A) ∩ f^−1(B).
D. h. wir müssen zeigen,
dass x ∈ f^−1(A) und x ∈ f^−1(B).
Es gilt
x ∈ f^-1(A∩B)
⟹ f(x) ∈ A ∩ B (per Definition von f^-1)
⟹ f(x) ∈ A und f(x) ∈ B
⟹ x ∈ f^-1(A) und x ∈ f^-1(B) (per Definition von f^-1)
Darum gilt x ∈ r. S.
(⊇) Sei x ∈ f^−1(A) ∩ f^−1(B).
D. h. x ∈ f^−1(A) und x ∈ f^−1(B).
Zu zeigen: x ∈ f^-1(A∩B).
Es gilt
x ∈ f^-1(A) und x ∈ f^-1(B)
⟹ f(x) ∈ A und f(x) ∈ B (per Definition von f^-1)
⟹ f(x) ∈ A ∩ B
⟹ x ∈ f^-1(A∩B) (per Definition von f^-1)
Darum gilt x ∈ l. S.
QED.