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a) Seien 
A={λ(2,2,0) Ι λ ∈ℝ}   B={λ(-2,2,0) Ι λ ∈ℝ},
C={λ(1,0) Ι λ ∈ℝ}      D={λ(-1,0) Ι λ ∈ℝ}

A,B sind Untervektrorräume des ℝ3 und C,D sind Untervektorräume des ℝ2 . Bestimmen Sie A+B und C+D. 
b) Zeigen Sie, dass das Ergebnis einer Untervektrorraum-Summe wieder ein Untervektrorraum ist.
c) Zeigen Sie, dass im Allgemeinen U1 ∪ U2 ≠ U1 + U2 ist.
Gilt zumindest eine Teilmengenbeziehung? 
Welche Bedingung äquivalent dafür. dass die Gleichheit trotzdem gegeben ist? Beweisen Sie Ihre Antwort.

zu a) Da die Untervektorraum-Summe wie folgt aussieht:
U1+U2+...+Un := {u1+u2+...+u Ι u1∈ U1...u∈ Un}
müsste dann gelten:  
A+B = (2λ,2λ,0λ) + (-2λ,2λ,0λ)
        = 0λ +4λ +0λ
        = 4λ in  ℝ
C+D = (1λ,0λ) + (-1λ,0λ)
         =0λ + 0λ = 0λ in  ℝ
oder habe ich da einen Denkfehler?

zu b) 
Wenn K ein Körper und V ein K-VR ist 
so sind dann u1 ...u⊂ V Untervektorräume von V 
Dann müsste gelten, dass die in a) ausgerechneten Ergebnisse, Teilmengen von einem Untervektorraum sein müssen.
Nur wie zeigt man dies formal?

zu c) da habe ich leider keinen Ansatz zu 
kann mir dabei jemand weiterhelfen?

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1 Antwort

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oder habe ich da einen Denkfehler?       JA
A+B = (2λ,2λ,0λ) + (-2λ,2λ,0λ)
        = ( 0λ ,4λ ,0λ )
        = λ*(0,4,0) in  ℝ
C+D = (1λ,0λ) + (-1λ,0λ)
         =0λ + 0λ = 0λ in  ℝ
oder habe ich da einen Denkfehler?    s.o.


 

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zu b) Du musst ein Unterraumkriterium anwenden, also etwa

zeigen, dass wenn x,y ∈ U1+U2+...+U, dann auch

x+y ∈ U1+U2+...+U

Das kannst du darauf zurückspielen, dass x und y beide in der Form

u1+u2+...+u darstellbar sind  die Summe also so

(u1+v1)+...+(un+vn)   und die Terme in Klammern sind jeweils aus

dem entsprechenden Raum, weil das eben alles Unterräume sind.

und bei c)  Betrachte  alle (x,0) ∈ ℝ2 und alle (0,y,0) ∈ ℝ2 . Das sind beides Unterräume, in der Summe ist z.B (1,1) , aber nicht in der Vereinigung.

Die Vereinigung ist allerdings immer Teilmenge der Summe

und Gleichheit nur, wenn ein Unterraum Teilmenge des anderen ist.

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