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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Dimension/Spalten
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Dimension/Spalten: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:16 Mo 13.02.2012
Autor: theresetom

Aufgabe
Eine quadratische Matrix A [mm] \in M_{n \times n} (\IK) [/mm] ist genau dann invertierbar, wenn ihre Spaltenvektoren eine Basis von [mm] \IK^n [/mm] bilden.
Nach Korollar ist dies genau dann der Fall, wenn die Spaltenvektoren linear unabhängig sind. Ebenso ist A genau dann invertiervar wenn die ihre Spaltenvektoren ein Erzeugendensystem von [mm] \IK^n [/mm] bilden.

Ich hab so meine SChwierigkeiten mit dem Verständnis des Satzes.

> Eine quadratische Matrix A [mm] \in M_{n \times n} (\IK) [/mm] ist genau dann invertierbar, wenn ihre Spaltenvektoren eine Basis von [mm] \IK^n [/mm] bilden.

Ist mir noch klar, der rest nicht mehr.

Das Korollar lautet:
Sei V ein n-dimensionaler Vektorraum und [mm] v_1,...,v_n [/mm] ein sytem von n Vektoren in V. Dann sind äquivalent:
a) [mm] v_1,..,v_n [/mm] ist eine Basis von V
[mm] b)v_1,..,v_n [/mm] ist linear unabhängig in V
[mm] c)v_1,..,v_n [/mm] ist ein Erzeugendensystem von V
Anscheinend komme ich mit dem korollar auch nicht zurrecht.


        
Bezug
Dimension/Spalten: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:52 Mo 13.02.2012
Autor: wieschoo


> Eine quadratische Matrix A [mm]\in M_{n \times n} (\IK)[/mm] ist
> genau dann invertierbar, wenn ihre Spaltenvektoren eine
> Basis von [mm]\IK^n[/mm] bilden.
>  Nach Korollar ist dies genau dann der Fall, wenn die
> Spaltenvektoren linear unabhängig sind.

Du hast n Spaltenvektoren [mm]v_1,\ldots,v_n[/mm], die linear unabhängig in [mm]V=\mathbb{K}^n[/mm] sind (äquivalent laut Korollar zur der Aussage a) . Sie sind eine Basis.)

> dann invertiervar wenn die ihre Spaltenvektoren ein
> Erzeugendensystem von [mm]\IK^n[/mm] bilden.

Du hast n Spaltenvektoren , die ein Erzeugendensystem von [mm] $V=\mathbb{K}^n$ [/mm] bilden (äquivalent laut Korollar zur der Aussage a) . Sie sind eine Basis.)

>  Ich hab so meine SChwierigkeiten mit dem Verständnis des
> Satzes.
>  > Eine quadratische Matrix A [mm]\in M_{n \times n} (\IK)[/mm] ist

> genau dann invertierbar, wenn ihre Spaltenvektoren eine
> Basis von [mm]\IK^n[/mm] bilden.

Das ist ja Aussage a) vom Korollar.

>  Ist mir noch klar, der rest nicht mehr.
>  
> Das Korollar lautet:
>  Sei V ein n-dimensionaler Vektorraum und [mm]v_1,...,v_n[/mm] ein
> sytem von n Vektoren in V. Dann sind äquivalent:
>  a) [mm]v_1,..,v_n[/mm] ist eine Basis von V
>  [mm]b)v_1,..,v_n[/mm] ist linear unabhängig in V
>  [mm]c)v_1,..,v_n[/mm] ist ein Erzeugendensystem von V
>  Anscheinend komme ich mit dem korollar auch nicht
> zurrecht.
>

  
Du hast oben drei Charakterisierungen von Invertierbarkeit.

Die Spaltenvektoren [mm] $v1,\ldots,v_n$ [/mm] brauchen nur linear unabhängig zu sein, dann sind sie automatisch eine Basis in [mm] $V=\mathbb{K}^n$ [/mm] und somit ist die Matrix invertierbar.

Die Spaltenvektoren [mm] $v1,\ldots,v_n$ [/mm] brauchen nur ein Erzeugendensystem von [mm] $V=\mathbb{K}^n$ [/mm] zu sein, dann sind sie automatisch eine Basis in [mm] $V=\mathbb{K}^n$ [/mm] und somit ist die Matrix invertierbar.

Die Spaltenvektoren [mm] $v1,\ldots,v_n$ [/mm] sind eine Basis in [mm] $V=\mathbb{K}^n$ [/mm] und somit ist die Matrix invertierbar.

Oder sind die Äquivalenzbeziehungen im Korollar nicht klar?

Bezug
                
Bezug
Dimension/Spalten: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:19 Mo 13.02.2012
Autor: theresetom

vielen dank!

> Oder sind die Äquivalenzbeziehungen im Korollar nicht klar?

Ja an denen scheitert das Verständnis etwas!

Bezug
                        
Bezug
Dimension/Spalten: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:51 Mo 13.02.2012
Autor: Marcel

Hallo,

> vielen dank!
>  
> > Oder sind die Äquivalenzbeziehungen im Korollar nicht
> klar?
> Ja an denen scheitert das Verständnis etwas!

an was genau scheiterst Du?

(An einem Beweisschritt (wenn ja: welcher?)? Du scheiterst, weil Du vergessen hast, was eine Basis ist und wie man eine Basis eines endlichdimensionalen Vektorraums charakterisieren kann? Oder oder oder...)

Buchtipp: Bosch, lineare Algebra. Wenn Du den (äquivalenten) Satz da findest, und den Beweis durchgearbeitet hast, solltest Du das hier verstehen.

Tipp: Mach' Dir das ganze mal am [mm] $\IR^2$ [/mm] und einer reellen $2 [mm] \times [/mm] 2$-Matrix klar!

Gruß,
Marcel

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