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Isomorphismus und lineare Abbildung zeigen

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Tags: Gruppen, Körper, polynom, Relation., Ring

 
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Benita2002

Benita2002 aktiv_icon

14:06 Uhr, 09.07.2024

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Hallo,
ich brauche dringend bei folgender Aufgabe eure Unterstützung.

6. Seien K ein Körper und V,W K-Vektorraume.
a) Zeigen Sie, dass durch ϕ ⊗ ψ → (v⊗w → ϕ(v)·ψ(w)) eine eindeutige lineare Abbildung
F: V∗ ⊗ W∗ → (V⊗W)∗ definiert wird.
b) Zeigen Sie, dass die Abbildung F aus a) ein Isomorphismus ist, falls V und W endlich dimensional sind.
Für a habe ich folgenden Ansatz:
Zunächst definiere ich die Abbildung: f:V∗×W∗→(V⊗W)∗,

f(ϕ,ψ)(v⊗w)=ϕ(v)⋅ψ(w).

Bilinearität von f:

Linearität in ϕ:(ϕ1+aϕ2,ψ)(v⊗w)=(ϕ1,ψ)(v⊗w)+(ϕ2,ψ)(v⊗w)

Linearität in :(ϕ,ψ1+bψ2)(v⊗w)=(ϕ,1)(v⊗w)+(ϕ,ψ2)(v⊗w)

Da f bilinear ist, gibt es eine eindeutige lineare Abbildung

F:V∗⊗W∗→(V⊗W)∗, sodass (ϕ⊗ψ)=(ϕ,ψ)
Passt das so?

Für b brauche ich dringend Hilfe.

Danke für eure Hilfe schon mal im Voraus.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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michaL

michaL aktiv_icon

18:04 Uhr, 09.07.2024

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Hallo,

siehe www.onlinemathe.de/forum/lineare-Abbildung-Isomorphismus-mit-Tensorprodukt .

Mfg Michael
Benita2002

Benita2002 aktiv_icon

19:16 Uhr, 09.07.2024

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Hallo,
wäre a so richtig? Oder fehlr dabei noch die wohldefiniertheit?
Zunächst definiere ich die Abbildung: f:V∗×W∗→(V⊗W)∗,

f(ϕ,ψ)(v⊗w)=ϕ(v)⋅ψ(w).

Bilinearität von f:

Linearität in ϕ:(ϕ1+aϕ2,ψ)(v⊗w)=(ϕ1,ψ)(v⊗w)+(ϕ2,ψ)(v⊗w)

Linearität in ψ:(ϕ,ψ1+bψ2)(v⊗w)=(ϕ,1)(v⊗w)+(ϕ,ψ2)(v⊗w)

Da f bilinear ist, gibt es eine eindeutige lineare Abbildung

F:V∗⊗W∗→(V⊗W)∗, sodass (ϕ⊗ψ)=(ϕ,ψ)

zu b fällt mir nach deinem Tipp folgendes ein:
Um zu zeigen, dass F ein Isomorphismus ist, müssen wir beweisen, dass F bijektiv ist. Da V und
W endlich-dimensional sind, können wir die Dimensionsformel für lineare Abbildungen verwenden:
dim(V∗⊗W)=dim(V∗)⋅dim(W)=dim(V)⋅dim(W) und

dim((V⊗W)∗)=dim(V⊗W)=dim(V)⋅dim(W)

Da die Dimensionen übereinstimmen, folgt daraus, dass F injektiv und surjektiv ist, und somit ein Isomorphismus.

Was sagst du dazu?
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ledum

ledum aktiv_icon

13:22 Uhr, 10.07.2024

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ledum
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