Mathematik I für Studierende der Geophysik/Ozeanographie ...
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Vektorräume Gaußscher Algorithmus Konklusion Die Vektoren, die aus den ersten k Zeilen von B bestehen, j w1 = (0 1−1 viele . . . 0, 1, b1j1+1, . . . . . . . . . , b1n) . . wk = (0 jk −1 viele . . . 0, 1, bkjk +1, . . . , bkn) bilden eine Basis von U = span{v1, . . . vm}, denn Die elementaren Zeilenoperationen (i), (ii) und (iii) haben die lineare Hülle der Vektoren, die sich aus den Zeilen der Matrix ergeben, nicht verändert, d.h. (w1, . . . wk) sind ein Erzeugendensystem von U. Die Vektoren (w1, . . . wk) sind linear unabhängig, da 0 = k� λiwi = (. . . , λ1, . . . , λ2 + λ1 ∙ (. . .), . . . , etc.) i=1 impliziert λi = 0 für i = 1, . . . k. 35 / 145
Vektorräume Gaußscher Algorithmus Zahlenbeispiel. Sei z.B. K = Q, = R oder = C und V = K 5 und ein Erzeugendensystem des Unterraums gegeben durch v1 = (0, 0, 2, 1, 0) v2 = (0, 1, 0, 2, 1) v3 = (0, 2, 1, 1, 1) v4 = (0, 4, 4, 3, 2) Vertauschen der ersten beiden Zeilen ändert nach (i) nicht die lineare Hülle der Zeilenvektoren: ⎛ 0 0 2 1 ⎞ 0 ⎛ 0 1 0 2 ⎞ 1 ⎜ A = ⎜ 0 ⎝ 0 1 2 0 1 2 1 1 ⎟ (i) ⎜ ⎟ 1 ⎠ → ⎜ 0 ⎝ 0 0 2 2 1 1 1 0 ⎟ 1 ⎠ 0 4 4 3 2 0 4 4 3 2 36 / 145
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Vektorräume Gaußscher Algorithmus<br />
Konklusion<br />
Die Vektoren, die aus den ersten k Zeilen von B bestehen,<br />
j<br />
w1 = (0 1−1 viele . . . 0, 1, b1j1+1, . . . . . . . . . , b1n)<br />
.<br />
.<br />
wk = (0<br />
jk −1 viele<br />
. . . 0, 1, bkjk +1, . . . , bkn)<br />
bilden eine Basis von U = span{v1, . . . vm}, denn<br />
Die elementaren Zeilenoperationen (i), (ii) und (iii) haben die lineare<br />
Hülle <strong>der</strong> Vektoren, die sich aus den Zeilen <strong>der</strong> Matrix ergeben, nicht<br />
verän<strong>der</strong>t, d.h. (w1, . . . wk) sind ein Erzeugendensystem von U.<br />
Die Vektoren (w1, . . . wk) sind linear unabhängig, da<br />
0 =<br />
k�<br />
λiwi = (. . . , λ1, . . . , λ2 + λ1 ∙ (. . .), . . . , etc.)<br />
i=1<br />
impliziert λi = 0 <strong>für</strong> i = 1, . . . k.<br />
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