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Beweis von 2x2 Matrizen als Vektorraum

Schüler Fachoberschulen,

Tags: Matrix, Vektorraum

 
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Gyula

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14:32 Uhr, 31.01.2016

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Hallo, Ich soll beweisen, dass folgende Matrizen einen Vektorraum darstellen, also linear unabhängig sind:

(1000)

(0100)

(0010)

(0001)

Meine Vorgehensweise: Die Matrizen mit λ multiplizieren und anschließend ein lineares Gleichungssystem aufstellen. Dies wäre folgendes:
I) λ1 + λ2 = 0
II) λ3 + λ4 = 0

Aber hier komme ich allerdings nicht weiter.
Nun entweder habe ich einen Fehler bei der Aufstellung des Gleichungssystemes gemacht oder ich schaffe es nicht einfache Lsöungsverfahren von linearen Gleichugnssystemen anzuwenden.

Ich hoffe ihr könnt mir auf die Sprünge helfen und schon mal vielen Dank im Voraus.

Liebe Grüße,

Gyula

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IPanic

IPanic aktiv_icon

14:45 Uhr, 31.01.2016

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Seien E1,E2,E3,E4 deine gegebenen Matrizen.
Du musst nun zeigen, dass gilt:

λ1E1+λ2E2+λ3E3+λ4E4=(0000)

nur dann wenn λ1=λ2=λ3=λ4=0

jetzt schaust du dir das Element bei a11 an (erste Zeile erste Spalte) und siehst, dass dieses folgende Form hat:
λ11+λ20+λ30+λ40

Das soll nun gleich 0 sein, wann ist das so?
λ11+λ20+λ30+λ40=0
λ1=0

Analog für alle anderen Elemente.

Übrigens, der Begriff eines Vektorraums hat doch recht wenig mit linearer Unabhängigkeit zutun..?
Gyula

Gyula aktiv_icon

15:03 Uhr, 31.01.2016

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Ach so, das heißt ich muss mir das komponentenweise anschauen?
Ich bin exakt so vorgegangen, wie ich das zuvor bei Vektoren gemacht habe, wobei mir gerade
auffällt, das es überhaupt keinen Unterschied zu den Matrizen gibt. Wir haben zuvor noch nicht mit Matrizen gearbeitet und die Spalten haben mich leider etwas verwirrt.

Das heißt es würde am Ende so aussehen:

1 λ1 + 0 λ2 + 0 λ3 + 0λ4 = 0 --> λ1 =0
0 λ1 + 1 λ2 + 0 λ3 + 0λ4 = 0 --> λ2 =0
0 λ1 + 0 λ2 + 1 λ3 + 0λ4 = 0 --> λ3 =0
0 λ1 + 0 λ2 + 0 λ3 + 1λ4 = 0 --> λ4 =0

Vielen Dank für deine Hilfe.

P.S: Thema Lineare Unabhängigkeit und Vektorraum. Wir haben es so gelernt, dass "eine Basis eines Vektorraumes V ist eine Menge linear unabhängiger Vektoren, die den ganzen Vektorraum erzeugen, d.h. dass sich jeder Vektor als Linearkombination der Basisvektoren schreiben lässt."
Das heißt du kannst jeden beliebigen Vektor in diesem Vektorraum mit den Basisvektoren ausdrücken.
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IPanic

IPanic aktiv_icon

15:05 Uhr, 31.01.2016

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jo sieht gut aus
Frage beantwortet
Gyula

Gyula aktiv_icon

15:11 Uhr, 31.01.2016

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Perfekt vielen Dank.


P.S: Ich habe meinen Beitrag noch wegen deiner Frage zum Zusammenhang Linearen Unabhängigkeit und dem Vektorraum beantwortet.
Antwort
IPanic

IPanic aktiv_icon

15:12 Uhr, 31.01.2016

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Jo sehe es. Stimmt alles was du sagst :-P)