Basis von Unterraum

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annaswt Auf diesen Beitrag antworten »
Basis von Unterraum
Meine Frage:
Betrachte die folgenden Vektoren

Sei U der von diesen Vektoren erzeugte Unterraum. Bestimme eine Basis und die
Dimension von U in den Fällen K = F2 und K = F3

Meine Ideen:
Ich muss doch zunächst die lineare Unabhängigkeit prüfen mit:


Dazu kann ich folgendes Gleichungssystem aufstellen:



wie ich das allerdings löse fehlt mir gänzlich. Ich weiß, dass auch nur 3 davon linear unabhängig sind können und diese dann den Unterraum erzeugen.

Die Dimension würde doch dann der Anzahl der linear unabhängigen Vektoren entsprechen oder?

Bitte helft mir unglücklich
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Gauß-Verfahren ist Dir doch sicherlich ein Begriff. Du darfst dabei nur nicht vergessen, in welchem Körper Du dich bewegst.
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Helferlein
Gauß-Verfahren ist Dir doch sicherlich ein Begriff. Du darfst dabei nur nicht vergessen, in welchem Körper Du dich bewegst.


ok dabei bekomme ich heraus:

r=s=t=u=0

Stimmt das soweit oder was muss ich beachten wenn ich in K4 arbeite.
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn das deine Lösung ist, dann hast Du meinen Hinweis mit dem Körper nicht beachtet, sondern stur in oder gelöst.
Bedenke, dass Du im nirgends durch eine gerade Zahl teilen darfst.
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

habe ich doch auch nicht. traurig
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Dann müsstest Du aber etwas anderes herausbekommen.
Leider kann ich nicht hellsehen, welche Schritte Du unternommen hast, aber ich bin mir 100% sicher, dass Du irgendeine Zeile mit einer geraden Zahl multipliziert oder dividiert hast. Spätestens im letzten Schritt Augenzwinkern
 
 
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

0 1 0 1 | 0
0 0 1 1 | 0 Ich tausche die 1. und 4 Zeile sowie die 2. und 3. miteinander
0 1 1 0 | 0
1 0 1 1 | 0


~
( die Nullen lasse ich kurz weg)
1 0 1 1
0 1 1 0 Und ziehe ich die 2. von der 4. Zeile
0 0 1 1
0 1 0 1

~

1 0 1 1
0 1 1 0 nun ziehe ich die 3. von der 4. ab
0 0 1 1
0 0 -1 1 -> 0 0 1 1

~

1 0 1 1
0 1 1 0
0 0 1 1
0 0 0 2 -> 0 0 0 0


->

r + t + u =0 -> u=-t-r
s + t = 0 -> s=-t
t + u = 0 -> t =-u

Wie mache ich da jetzt weiter
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Drei Gleichungen, vier Unbekannte also ist eine frei wählbar und die restlichen ergeben sich daraus.
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Helferlein
Drei Gleichungen, vier Unbekannte also ist eine frei wählbar und die restlichen ergeben sich daraus.


wie frei wählbar?
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

meinst du das so?

r+t+u=0 -> r=-t-u, r=u-u, r=0
s+t=0 -> s= -t , s=u
t+u=0 -> t= -u, u=-t
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Nehmen wir mal an, Du hättest die Gleichung y=2x und sollst alle Werte (x,y) bestimmen, für die die Gleichung gilt.
Dann hast Du eine Gleichung, aber zwei Unbekannte. Es "fehlt" also eine Bedingung, um eine eindeutige Lösung zu bekommen. Das bedeutet, dass einer der beiden Parameter frei wählbar ist.
Sucht man nur eine Lösung, kann man sich irgendeinen Wert aussuchen (z.B. x=2) und erhält dann wiederum eine eindeutige Lösung (Hier y=4).
Sucht man aber alle Lösungen, so wird statt eines konkreten Wertes ein Parameter eingeführt (im obigen Beispiel x=t), was dazu führt, dass auch y von diesem Parameter abhängt (nämlich y=2t). Die allgemeine Lösung wäre also x=t und y=2t.

Entsprechendes musst Du bei deinem GLS machen, nur dass es halt vier Variablen sind. Eine (welche in Frage kommen, erkennst Du an der Stufenform) kannst Du mit einem Parameter besetzen, der Rest ergibt sich dann daraus.

EDIT (zeitgleiches Posting): ja, das ist gemeint. Wobei man im F_2 die Lösungen durchaus aufzählen kann, da es ja nur endlich viele sind.
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

Ok,

also:

a=0

Wähle ich b=1: für c=1 ja dann das gleiche oder?

b=d=1 c=-1 (wobei -1 ja wieder 1 wäre oder?)

Wähle b=0

b=d=0 c=0

Sind dass alle?
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Das sind schon alle, richtig.
Was bedeutet das nun für die Ausgangsfrage nach der Dimension bzw. einer Basis?
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

Was sagt mir das jetzt über die Unabhängigkeit aus?
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Wieviel Lösungen hat denn das GLS? Wieviel müssten es bei linearer Unabhängigkeit sein?
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

2 ?
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, es gibt zwei Lösungen (Hast Du ja gefunden) und bei linearer Unabhängigkeit gibt es nur die triviale Lösung, also eine.
Das bedeutet, dass die Vektoren über linear abhängig sind.
Annswt Auf diesen Beitrag antworten »

Ok aber ich soll ja welche finden die linear unabhängig sind. Also kann ich mir bspw nur 3 nehmen, die dann linear unabhängig sind?
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn du die richtigen drei nimmst, dann ja. Drei beliebige gehen nicht.
annaswt Auf diesen Beitrag antworten »

Und woher weißt ich welche
Helferlein Auf diesen Beitrag antworten »

Du hast noch nie das Gauß-Verfahren zur Bestimmung einer Basis durchgeführt?
Die letzte Zeile ist eine Nullzeile, also welcher Vektor lässt sich auf jeden Fall durch die andere nicht ausdrücken?
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