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Komplementärraumes: Korrektur + Hilfestellung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:47 Mo 03.12.2007
Autor: Dummy86

Aufgabe
Sei U [mm] \subset \IR^{4} [/mm] der Lösungsraum des Gleichungssystems

x +  y  +   z +   u = 0
x + 2y + 3z + 4u = 0

(a) Finde eine Basis zu U
(B) Finde eine Basis eines Komplementäraumes zu  U [mm] \subset \IR^{4} [/mm]


zu (a)
Nachdem ich, dass Gleichungssystem aufgelöst habe komme ich auf die Lösung

x= 3 z + 4u
y= -2 z -3 u

Da das Gleichungssytem unterbestimmt ist und x, y frei wählbar


[mm] \Rightarrow \vektor{3 z + 4u\\ -2 z -3 u \\ z \\ u} [/mm] ist der Lösungsraum der diese Gleichungen erfüllt

bzw. [mm] \vektor{3 z + 4u\\ -2 z -3 u \\ z \\ U} [/mm] = z [mm] *\vektor{3\\ -2 \\1 \\0} [/mm] + z [mm] *\vektor{4\\ -3 \\0 \\1} [/mm]

[mm] \rightarrow [/mm] wenn [mm] \vektor{3\\ -2 \\1 \\0} [/mm] und [mm] \vektor{4\\ -3 \\0 \\1} [/mm] linear unabh. sind dass sie die Basis des Teilraums bilden

zu (b)
Sei V = [mm] \IR^4 [/mm] ; U = der Unterraum aus aufgabe (a) ; W = der Komplemntärraum
Für Komplementärraume muss gelten, dass U + W = V und U [mm] \cap [/mm] W= {0}

Muss ich jetzt für W = [mm] \vektor{a\\b\\c\\d} [/mm] zeigen, dass gilt [mm] x*\vektor{3\\ -2 \\1 \\0} [/mm] + [mm] y*\vektor{4\\ -3 \\0 \\1} [/mm] + [mm] z*\vektor{a\\b\\c\\d}= [/mm] 0 und dass es nur die trivial Lösung gibt x=y=z=0
und was ist mit U+W=V? Die Addition der Basen von U und W ergibt ja nur 3 basen und V hat 4 Basen also kann u+ W doch nicht V erzeugen??

kann mir einer helfen

        
Bezug
Komplementärraumes: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:30 Di 04.12.2007
Autor: angela.h.b.


> Sei U [mm]\subset \IR^{4}[/mm] der Lösungsraum des
> Gleichungssystems
>  
> x +  y  +   z +   u = 0
>   x + 2y + 3z + 4u = 0
>  
> (a) Finde eine Basis zu U
>  (B) Finde eine Basis eines Komplementäraumes zu  U [mm]\subset \IR^{4}[/mm]
>  
>
> zu (a)
> Nachdem ich, dass Gleichungssystem aufgelöst habe komme ich
> auf die Lösung
>  
> x= 3 z + 4u
>  y= -2 z -3 u

Hallo,

das solltest Du nochmal prüfen, das stimmt nicht.

Ansonsten sieht das Prinzip dessen, was Du zu tun gedenkst, richtig aus.


> zu (b)
> Sei V = [mm]\IR^4[/mm] ; U = der Unterraum aus aufgabe (a) ; W = der
> Komplemntärraum
>  Für Komplementärraume muss gelten, dass U + W = V und U
> [mm]\cap[/mm] W= {0}

Genau.
Was Du tun mußt ist folgendes: ergänze die Basis v. U durch zwei Vektoren zu einer Basis v. [mm] \IR^4. [/mm]

Diese beiden Vektoren sind es, die den Komplementärraum W aufspannen.


>  
> Die Addition der Basen

Hä???

> ergibt ja nur 3 basen

???

> und V hat 4 Basen

Nein. Man kann unendlich viele Basen von V finden.
Die haben allerdings eines gemeinsam: alle diese Basen bestehen aus  4 Basisvektoren...

Gruß v. Angela

Bezug
                
Bezug
Komplementärraumes: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 12:21 Di 04.12.2007
Autor: Dummy86

Oh Sorry, ich meinte ja 4 Basisvektoren und nicht 4 Basen

Bezug
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