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Lineare Unabhängigkeit beweisen.


Hallo, ich habe hier eine Frage zu dem hier

\( K=\mathbb{R}, V=\mathbb{C}[X], a=(X+1,-X+i,-(i+1) X+i+1, i X+1) \)

Man soll Beweisen ob a in V linear unabhängig ist.
Ich weiß wie man es theoretisch mit Vektoren lösen kann, da man ein LGS aufstellen kann, aber
hierbei habe ich keinen wirklichen Ansatz, ich wähle zum Beispiel x1,x2,x3,x4 für jedes Polynom aber weiß nicht was dann weiter passieren soll. Danke für die Hilfe

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Hallo :-)

Jede komplexe Zahl \(z\in \mathbb{C}\) schreibt man in der Form \(z=v+i\cdot w\), mit \(v,w\in \R\).

Betrachte also

$$ 0=(X+1)\cdot a+(-X+i)\cdot b+(-(i+1)\cdot X+i+1)\cdot c+(i\cdot X+1)\cdot d\\=[a-b-(i+1)\cdot c+i\cdot d]\cdot X+[a+i\cdot b+(i+1)\cdot c+d]\\=[\underbrace{(a-b-c)}_{\stackrel{!}{=}0}+i\cdot \underbrace{(-c+d)}_{\stackrel{!}{=}0}]\cdot X+[\underbrace{(a+c+d)}_{\stackrel{!}{=}0}+i\cdot \underbrace{(b+c)}_{\stackrel{!}{=}0}] $$

Damit betrachtest du folgendes LGS:

1.) \(a-b-c=0\)

2.) \(-c+d=0\)

3.) \(a+c+d=0\)

4.) \(b+c=0\)

Matrix-Vektor-Schreibweise:

$$ \begin{pmatrix}1&-1&-1&0\\0&0&-1&1\\1&0&1&1\\0&0&1&1\end{pmatrix}\cdot \begin{pmatrix}a\\b\\c\\d\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0\\0\\0\\0\end{pmatrix} $$

Schreibweise als erweiterte Koeffizientenmatrix:

$$ \left(\begin{array}{cccc|c}1&-1&-1&0&0\\0&0&-1&1&0\\1&0&1&1&0\\0&0&1&1&0\end{array} \right)$$

Avatar von 15 k
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Gleichung ist

        \(x_1\cdot (X+1) + x_2\cdot(-X+i) + x_3\cdot(-(i+1) X+i+1) + x_4\cdot(i X+1) =0\).

Umformen liefert

        \((-x_3+x_4)iX + (x_1-x_2-x_3)X + (x_2+x_3)i + (x_1+x_3+x_4) = 0\)

Bau daraus ein LGS.

Avatar von 108 k 🚀

bei (x2+x3)i:

soll das auch x2 + x3 = 0 sein? Weil das ja die komplexen Zahlen sind?

soll das auch x2 + x3 = 0 sein?

Diese Gleichung ist Bestandteil des LGS, das du bauen sollst.

Weil das ja die komplexen Zahlen sind?

Ich weiß nicht, worauf sich das Wort "das" in deiner Frage bezieht.

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