diagonalsierbarkeit, f-invariante Unterräume

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Gummibaum Auf diesen Beitrag antworten »
diagonalsierbarkeit, f-invariante Unterräume
hi, ich hab folgende aufgabe, aber keine idee wie ich sie lösen kann:

Sei K ein algebraisch abgeschlossener Körper, V ein endl. dim. K-Vektorraum und f:V->V ein Endomorphismus. Beweise, dass f genau dann diagonalsierbar ist, wenn es zu jedem f-invarianten Unterraum U aus V einen f-invarianten Unterraum U' aus V mit V = U(+)U' gibt.

für Ansätze oder ideen wäre ich sehr dankbar! smile
gruß,
Gummibaum
quarague Auf diesen Beitrag antworten »

erstmal zu der einfacheren Richtung
Sei f diagonalisierbar
dann ist f in einer geeigneten Basis eine Matrix in Diagonalform
dann ist jeder Eigenraum zu einem Eigenwert f-invariant
dann kann man zeigen, das jeder f-invariante Unterraum eine direkte Summe von Eigenräumen ist
damit gilt: V zerlegt sich in eine direkte Summe von seinen Eigenräumen, alle f-invarianten URäume sind direkte Summen von ein oder mehrerer dieser Eigenräume
damit folgt die zweite Eigenschaft
in der anderen Richtung kann man erstamal so anfangen:
man kann V in eine direkte Summe von minimalen f-invarianten URäumen zerlegen (geht da dim >= 1 und V endlich dimensional)
damit kann man f auch als direkte Summe von Endomorphismen auf diesen URäumen zerlegen
wenn die URäume alle dim 1 hätten, wäre man jetzt fertig, dies ist im allgemeinen aber nicht der Fall
jetzt muss man irgendwie die algebraische Abgeschlossenheit ins Spiel bringen
an einen BSP sieht man auch, das sie jetzt gebraucht wird eine Rotation in R^2 oder C^2 um den Winkel phi hat die Matrix
cos(phi) sin(phi)
-sin(phi) cos(phi)
diese Matrix ist in C (alg abgeschlossen) diagonalisierbar als
e^i phi 0
0 e^i phi
in R (nicht alg abgeschossen) aber nicht
Gummibaum Auf diesen Beitrag antworten »

super, das hilft mir weiter! vielen dank smile
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