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Aufgabe:

Bestimmen Sie alle a ∈ ℝ, sodass die nachstehende Menge ein Untervektorraum des ℝ3 ist:

{Vektor (x,y,z) | x + (a2 - 1) · y - a · z = a2 - 2a + 1


Problem/Ansatz:

Durch Lösen der Gleichung ergibt sich

x = a2 - 2a + 1 - a2 y + y + az

Wie genau gehe ich jetzt an die Aufgabe heran?

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Aloha :)

Wir stellen die Bedingung für die Mitgliedschaft eines Punktes in der Menge nach \(x\) um:$$x=(a^2-2a+1)-(a^2-1)y+az=(a-1)^2-(a^2-1)y+az$$

und können so alle zugehörigen Punkte wir folgt schreiben:$$\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}(a-1)^2-(a^2-1)y+az\\y\\z\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}(a-1)^2\\0\\0\end{pmatrix}+y\begin{pmatrix}-(a^2-1)\\1\\0\end{pmatrix}+z\begin{pmatrix}a\\0\\1\end{pmatrix}$$

Der Nullvektor muss in jedem UVR vorhanden sein. Um den Nullvektor zu formen, muss wegen der 2-ten Komponente \(y=0\) sein und wegen der 3-ten Komponente \(z=0\). Damit dann auch die 1-te Komponente Null ist, muss \(a=1\) gelten.

Nur für \(a=1\) beschreibt die Menge also einen UVR:$$\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=y\begin{pmatrix}0\\1\\0\end{pmatrix}+z\begin{pmatrix}1\\0\\1\end{pmatrix}$$Seine Dimension ist \(2\) und eine Basis haben wir direkt mit bestimmt.

Avatar von 148 k 🚀
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Hallo

damit das ein UVR beschreibt, muss ja der 0Vektor dazugehören, was folgt schon daraus?

Gruß lul

Avatar von 106 k 🚀

Naja dafür haben wir dann wenn wir für x,y und z 0 einsetzen:

0= a2 - 2a +1 bzw. 0 = (a-1)2 .

Diese Gleichung ist erfüllt für a = 1

Das ist korrekt. Das ist die notwendige Bedingung, du musst also nur noch zeigen, dass sie auch hinreichend ist.

Vielen Dank euch allen

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