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Kern und Bild von Projektionen

Universität / Fachhochschule

Lineare Abbildungen

Tags: Beweis, Bild, Kern, Projektion

 
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DerGraf

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00:29 Uhr, 28.05.2008

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Seien P , Q H o m ( V , V ) Projektionen, V ein K-Vektorraum. Sei PQ=QP. Zeige:



a)PQ ist eine Projektion mit: B i l d ( P Q ) = B i l d ( P ) B i l d ( Q ) K e r ( P Q ) = K E R ( P ) + K e r / Q )

b)R=P+Q-PQ ist eine Projektion mit: B i l d ( R ) = B i l d ( P ) + B i l d ( Q ) K e r ( R ) = K e r ( P ) K e r ( Q ) .

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hagman

hagman aktiv_icon

22:49 Uhr, 28.05.2008

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P,Q Projektion P2=P,Q2=Q
Dann ist (PQ)2=PQPQ=PPQQ=PQ (wegen PQ=QP), also PQ Projektion.

Klar ist Bild (PQ) Bild (P), ebenso Bild (PQ)= Bild (QP) Bild (Q), also Bild (PQ) Bild (P) Bild (Q).
Ist umgekehrt x in Bild (P) Bild (Q), so x=Px und x=Qx, also PQx=Px=x,d.h. x in Bild (PQ). Insgesamt also Bild (PQ)= Bild (P) Bild (Q).

Falls x in ker (P)+ker (Q), etwa x=y+z mit Py=0,Qz=0, so folgt PQx=QPy+PQz=Q0+P0=0.
Ist umgekehrt x in ker (PQ), so betrachte Px+Qx: Es gilt P(Px+Qx)=Px+PQx=Px und Q(Px+Qx)=QPx+Qx=Qx,d.h. es ist r:=Px+Qx-x sowohl in ker (P) als auch in ker (Q).
Somit gilt x=(Px-r)+Qx, wobei Px-r in ker (Q) und Qx in ker (P).
Insgesamt also ker (P Q)=ker (P)+ker (Q).

Der zweite Teil geht - zumindest im Prinzip - ähnlich.


DerGraf

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20:47 Uhr, 29.05.2008

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Danke für deine Hilfe. Ich habe die Aufgabe jetzt fertig. Deine Tipps sind wirklich Spitze :)