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Aufgabe:

Mathe_LINA_HA8_Aufgabe6.PNG

Text erkannt:

Aufgabe 6
Zeigen Sie, dass die folgenden Mengen keine Vektorräume über \( \mathbb{R} \) bilden.
(a) \( V=\mathbb{R}^{3} \) mit \( x+y=\left(\begin{array}{l}x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}y_{1} \\ y_{2} \\ y_{3}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}x_{1}+y_{1} \\ x_{2}+y_{2} \\ x_{3}+y_{3}\end{array}\right) \) und \( \lambda x=\lambda\left(\begin{array}{l}x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\lambda x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}\end{array}\right) \)



Problem/Ansatz:

Also ich habe noch Probleme mit dem Verständniss von Vektorräumen und wie ich darauf Prüfe. Habe mich mit mehreren Videos nun zu dieser Lösung hier entlang gehangelt:


Habe erst einmal nach den ganzen Bedingungen geprüft wie:

-(V, (+)) -> Assotiativ

-Neutrale Element von (+)
e = (0,0,0)

-Inverses Element von (+)

v (+) v^-1 = e

-Für Abelsche Gruppe: Kommutativität

v1 (+) v2 = v2 (+) v1


Bis hierhin bin ich zu dem Schluss gekommen, dass diese Bedingungen alle Stimmen. Nun ist mir bei der Distributivität aber eine unregelmäßigkeit aufgefallen:

k (*) ( v1 (+) v2) = k (*) (v1) (+) k (*) (v2)

Da oben in der Aufgabenstellung aber gegeben ist, dass:

Mathe_LINA_HA8_Aufgabe6_1.PNG

würde ich sagen, dass hier die Distributivität nicht gegeben ist weil das λ lediglich bei dem x1 bleibt aber nicht beim x2 und x3 auftaucht.

Falls das richtig ist und bevor es jetzt heißt "Das hätte man schon schneller erkennen können", ja, mag sein. Ich bin bewusst die einzelnen Schritte durchgegangen um zu sehen ob sich mein Verständniss bei den Schritten auch als Richtig entpuppt hat oder ob ich bereits da Fehler mache.


Bin mir jetzt nicht sicher mit dem Ergebniss...wäre das so legitim?

Beste Grüße,

fvaltrock

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Beste Antwort

Das ist doch schon ganz prima.

Bei der Distributivität (allerdings die 2. Version) ist was nicht klar.

Avatar von 288 k 🚀

Also ist die Vorgehensweise oder meine finale schlussfolgerung richtig? Es scheitert tatsächlich an der Distributivität? Ich weiß nicht, dieses Vektorraum-Thema verwirrt mich noch recht und verunsichert mich, demnach hatte ich das Bedürfniss nachzufragen.

Hier stand Unsinn, unten korrigiert.

In deiner aller ersten Zeile rechnest du doch zuerst die Klammer aus...warum ist dein x3+y3 = 3 und nicht 6? Du Addierst da doch auch in der 3ten Reihe die 3+3 miteinander aber es kommt wieder 3 raus...


ich verstehe an und für sich wie du das hier anwendest. Unser Lambda ist unsere 2 und diese wird auch nur mit unserem x1 multipliziert, die anderen Werte bleiben stehen. Aber das mit der drei verstehe ich nicht so ganz...

Oh pardon, also da war ich vorhin wohl noch nicht so ganz wach.

Es geht um das andere Distributivgesetz:

 \((2+3) \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix} =2  \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix} +3 \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix} \)

Das gibt es links \(5 \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix}= \begin{pmatrix} 5\\2\\3 \end{pmatrix}\)

aber rechts

\(  2  \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix} +3 \begin{pmatrix} 1\\2\\3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2\\2\\3 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} 3\\2\\3 \end{pmatrix} =  \begin{pmatrix} 5\\4\\6 \end{pmatrix}  \)

Ahhh okay perfekt, ja jetzt kann ich soweit eigentlich folgen. Verstehe zumindest an und für sich deine Schlussfolgerung in dem letzten Post. Danke nochmal für deine Zeit und Mühen!

Also ich kann jetzt lediglich nicht mehr nachvollziehen, warum du die 2 und die 3 so teilen kannst.

Links der Ausdruck muss doch auch gleich dem Ausdruck sein den wir rechts mit den Vektoren multiplizieren...also wir haben beispielsweise wie in deinem Beispiel links (2+3)=5, dann müsste doch rechts auch 2x die 5 stehen, oder etwa nicht...?

Das Axiom des Distributivgesetzes lautet doch wie folgt:

k (*) ( v1 (+) v2) = k (*) (v1) (+) k (*) (v2)

( die Klammern um die Rechenoperationen sollen den Kringel darstellen. )

Hier haben wir doch für k lediglich einen Wert. Es gibt k und auch nur k, nicht k1 und k2.

Demnach müssten wir k mit 2+3 definieren also k=2+3, somit k=5.

Wenn wir also für k=2+3 einsetzen auf der rechten Seite dann können wir doch nicht einfach vor den einen Vektor einen anderen Wert als vor den anderen schreiben oder etwa doch?
Irgendwie scheitert es momentan noch bei mir...

Es geht doch um \( (a+b)\vec{v}=a\vec{v}+b\vec{v} \)

Also ist a+b=5 aber rechts sind ja a und b einzeln, also 2 und 3.

Perfekt, denke es jetzt tatsächlich begriffen zu haben. Danke dir für deine Ausführliche Hilfe! Beste Grüße und guten Start in die Woche :)

Pardon, vielleicht die ungeklärte Frage noch:

du sagtest "das andere" Distributivgesetz. Muss ich in Zukunft dann immer beide testen?

LG

Ja klar, du musst jedesmal alle Vektorraumaxiome

testen.

Hey, okay sorry ich bin absolut blind...sehe das erst jetzt, dass es ja dafür ja sogar 2 einzelne Axiome gibt...oh man, wenn Blindheit weh tun würde wär ich schon so manchmal tot :D Danke vielmals für die Hilfe!

Distributivität_Vektorräume.png

Text erkannt:

Distributivität \( \circledast \) mit \( + \)
Distributivität \( \circledast \) mit \( \oplus \)
\( \left(k_{1}+k_{1}\right) \odot v=\left(k_{1} \odot v\right) \oplus\left(k_{2} \odot v\right) \)

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