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Aufgabe Lineare Unabhängigkeit:

(a) Es seien \( \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} \) linear unabhängige Vektoren des \( \mathbb{R}^{3} \) und es sei \( r \in \mathbb{R} \). Begründe, dass dann auch \( \vec{a}, \vec{b}, r \vec{a}+\vec{c} \) linear unabhängig sind.

(b) Jens stellt bei drei von \( \overrightarrow{0} \) verschiedenen Vektoren \( \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} \) des \( \mathbb{R}^{3} \) fest, dass \( \vec{b} \) kein Vielfaches von \( \vec{a} \), dass \( \vec{e} \) kein Vielfaches von \( \vec{a} \) und dass \( \vec{c} \) kein Vielfaches von \( \vec{b} \) ist. Daraus schließt er, dass die drei Vektoren linear unabhängig sind. Ist dieser Schluss in Ordnung?

(c) Jan will auf die drei Spaltenvektoren der Matrix \( P \) von oben das Gram-Schmidtsche Orthogonalisierungsverfahren anwenden. Berechne den neuen Vektor \( \vec{p}_{2} \), durch den er den zweiten Spaltenvektor \( \vec{p}_{2} \) von \( P \) ersetzt.

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Du nimmst einfach diejenigen, deren lin.unabh. du zeigen willst und machst damit eine Lin.komb.

für den Nullvektor

x * a +  y* b   +  z * (r*a+c) = 0 - Vektor

dann sortierst du so, dass eine Lin. komb. von abc da steht:

(x+zr)*a + y*b  +  z*c = 0

weil abc lin. unabh. sind, müssen bei dieser Linkomb. alle Koeffizienten Null sein

also x+zr = 0      und   y=0     und   z=0

wenn du jetzt z vorne einsetzt hast alle xyz müssen Null sein   Bingo! 

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Wie kommt man auf x+zr?

x * a +  y* b   +  z * (r*a+c) = 0

x*a  +  y*b     +z*r*a   +  z*c = 0

x*a   +  z*r*a    +  y*b      +   z*c = 0

jetzt a ausklammern

(x+z*r)*a          +  y*b          +  z*c = 0

Super ich danke! Und wie setze ich das z ein, ich habe doch gar keine Zahlen??

du hast doch

weil abc lin. unabh. sind, müssen bei dieser Linkomb. alle Koeffizienten Null sein

also x+zr = 0      und   y=0     und   z=0

Das sind drei Gleichungen, also hast du bei der dritten z=0
das setzt du in die erste ein dann steht da

x+0*r=0
also
x=0

und damit       x = 0      und   y=0     und   z=0

also (zurück zum Ansatz ! )
Die Linearkomb. ist nur dann gleich Null,
wenn alle Koeffizienten Null sind.
Damit sind a , b   und  (r*a+c)   lin. unabh.

Ist das dann immer so dass wenn die Vektoren linear unab. Sind auch die Koeffinzienten xyz null sein müssen?

Schau doch mal in der Def. nach.

Ich kenn es so:

v1, v2, ... , vn lin unabh.  genau dann, wenn

nur die triviale Linearkomb. des Nullvektors ist möglich

oder konkreter:

wenn x1*v1+x2*v2+....+xn*vn=0 dann ist x1=x2=...=xn=0.

Dankeschön!!

Bei b)  meine ich auch dass die lin. Unab. Sind, aber wie begründe ich das oder wie weise ich das nach?

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