Vektorräume, Untervektorraum eines K-Vektorraums?

Aufrufe: 518     Aktiv: 06.01.2021 um 16:36

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Guten Tag, 

ich habe die untere Aufgabe vor mir, jedoch weis ich nicht wie sie angehen soll. Das Thema an sich habe ich eigentlich verstanden, jedoch kann ich mein Wissen nicht auf der Aufgabe anwenden. Für Teilaufgabe a) ist ja klar das sobald Uj nicht 0 entspricht, die addition der Uj´s ebenfalls nicht 0 sein kann. Jeodoch genügt es ja bestimmt nicht wenn ich das so hinschreibe, für die beiden anderen Teilaufgaben habe ich keine Ansätze...

 

Vielen Dank schonmal!

 

Seien U1,···,Un Untervektorräume eines K-Vektorraums V. Dann ist auch U:= U1+···+Un :={u1+···+un | uj ∈ Uj ∀j ∈ {1,···, n}} ein Untervektorraum von V.

Beweisen Sie, dass die folgenden Aussagen äquivalent sind

a) Ist u1 + · · · + un = 0 mit uj ∈ Uj , so folgt uj=0 ∀j ∈ {1,···,n}.

b) ∀u ∈ U ist die Darstellung u = u1+···+ un mit uj ∈ Uj eindeutig.

c) Es gilt Ui ∩ (Ui+1+···+Un) = {0} ∀i ∈ {1,···, n−1}. Zeigen Sie dann anhand eines Gegenbeispiels, dass die obigen Bedingungen für n > 2 im Allgemeinen nicht äquivalent zu U1 ∩ ···∩ Un={0} sind.

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Du hast die Aussage a) falsch verstanden und die Aufgabe an sich auch. Du hast drei Aussagen gegeben und sollst zeigen, dass sie äquivalent sind. Sowas macht man in der Regel mit einem Ringschluss, das heißt \(A\Rightarrow B \Rightarrow C\Rightarrow A\). Du nimmst also eine Aussage als Voraussetzung an und zeigst damit, dass eine andere Aussage gilt. Du könntest zum Beispiel so anfangen: 

\(a) \Rightarrow b)\): Aus \(u_1+\ldots + u_n=0\) folgt \(u_i=0\) für alle \(i.\) (Annahme)

Zu zeigen: Die Darstellung \(u=u_1 + \ldots u_n\) ist eindeutig. Es sei also \(u=v_1 +\ldots v_n\) eine zweite Darstellung. Dann subtrahieren wir beide Gleichungen und erhalten \(0=(u_1-v_1) + \ldots +(u_n-v_n)\). 

Jetzt wende mal die Voraussetzung a) an. Was ist die Schlussfolgerung? Damit hättest du dann \(a)\Rightarrow b)\) gezeigt.

Dann müsstest du noch die anderen Aussagen irgendwie miteinander verknüpfen. 

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achsoooo, so macht das natürlich mehr sinn.... Durch die Annahme entspricht ja (u1-v1) ebefalls 0, aber wieseo ist damit die eindeutigkeit gezeigt? Aussage c) sagt mir überhaupt nichts.....   ─   dividedbyzero 06.01.2021 um 16:31

Vielen Dank für die schnelle Rückmeldung, wie würdest du den Zusammenhang zu c) herstellen?   ─   dividedbyzero 06.01.2021 um 16:36

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Cauchy wurde bereits informiert.