Lineare Algebra für TPH

Lineare Algebra für TPH (TUW)

Lineare Algebra für TPH (TUW)


F. L.
Diese Lernkarten behandeln fortgeschrittene Konzepte der linearen Algebra, die für Studierende der Technomathematik relevant sind. Sie konzentrieren sich auf Themen wie Matrizen, Vektoren, Vektorräume, Unterräume, Abbildungen, Eigenwerte, Eigenvektoren, Determinanten und Gleichungssysteme. Die Karteikarten sind ideal für Studierende, die sich auf Prüfungen in linearen Algebra vorbereiten und ein tieferes Verständnis dieser zentralen mathematischen Konzepte erlangen möchten.
Cartes-fiches
120
Utilisateurs
5
Langue
Allemand
Catégorie
Mathématiques
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
13.11.2016 / 06.06.2020

Cartes-fiches

Wie nennt man eine Menge, auf der die Operationen der Vektoraddition und Skalarmultiplikation definiert ist?

Vektorraum

Vektoradditon:

\(\mathbf x, \mathbf y \in \mathbb{R}^n\)

\(\mathbf{x}+\mathbf y =\)

\(\begin{pmatrix} x_1+y_1 \\ x_2+y_2 \\ \vdots \\ x_n+y_n \end{pmatrix}\)

Skalarmultiplikation:

\(\mathbf x \in \mathbb{R}^n, s \in \mathbb R\)

\(s \mathbf{x} =\)

\(\begin{pmatrix} s x_1\\ s x_2 \\ \vdots \\s x_n \end{pmatrix}\)

Der Vektor

\(\mathbf 0 := \pmatrix { 0 \\ \vdots \\ 0 }\)

heißt

Nullvektor

Wie nennt man ein Element eines Vektorraums?

Vektor

Eine nichtleere Teilmenge U eines Vektorraums V, die mit der Einschränkung der Vektorraumoperationen auf U selbst ein Vektorraum ist, heißt Teilraum oder ? von V.

Unterraum

Sei V ein Vektorraum.
Ist V ein Unterraum von V?

Sei V ein Vektorraum.

Ist \(\{0\}\) ein Unterraum von V?

Eine Teilmenge U eines linearen Vektorraumes V ist dann und nur dann Unterraum von V, wenn gilt:
\(\mathbf v_1, \mathbf v_2 \in U \Rightarrow \mathbf v_1+\mathbf v_2 \in U\)

\(\mathbf v_1 \in U, s \in K \Rightarrow s \mathbf v_1 \in U\)

Eine Teilmenge U eines linearen Vektorraumes V ist dann und nur dann Unterraum von V, wenn gilt:
\(\mathbf v_1\in U,v_2 \in K \Rightarrow \mathbf v_1+ v_2 \in U\)

\(\mathbf v_1 \in U, s \in K \Rightarrow s \mathbf v_1 \in U\)

Seien U und W Unterräume von V.
Dann ist \(U \cap W\) Unterraum von V.

Seien \(\mathbf v_1, \mathbf v_2, \dots ,\mathbf v_k \in V,\) \(s_1, s_2, \dots, v_k \in K\)

Dann nennt man

\(\mathbb v =s_1\mathbb v_1 + s_2 \mathbb v_2 + \dots + s_k \mathbb v_k\)

Linearkombination

Was ist richtig?

Die Menge aller Linearkombinationen von \(\mathbf v_1, \dots, \mathbf v_k\) bildet einen Unterraum von V. Man nennt diesen Unterraum

Lineare Hülle

Sind U und W zwei Unterräume von V, dann ist auch ihre Summe U + W ein Unterraum von V

Wenn für jedes \(\mathbf v \in V\) eindeutig bestimmte Elemente \(\mathbf u \in U, \mathbf w \in W\) existieren, sodass \(\mathbf{v=u+w}\), heißt der Vektorraum V [?] der Unterräume U und W.

direkte Summe

\(V=U \oplus W \iff \)

\(V=U+W \quad \land \quad U\cap V = \{0\}\)

\(V=U \oplus W \iff \)

\(V=U+W \quad \land \quad U\cap V = \{\}\)

Sei V ein Vektorraum über K. Die von 0 verschiedenen Vektoren \(\mathbf{v_1,\dots ,v_k}\) heißen [?], wenn es Skalare \(s_1, \dots, s_k \in K, (s_1, \dots, s_k) \neq (0, \dots,0)\)

gibt, sodass gilt:

\(s_1 \mathbf v_1 + \dots +s_k \mathbf v_k = \mathbf 0\)

linear abhängig

Sind die beiden Vektoren linear abhängig?

\(\mathbf a = \pmatrix{ 1 \\2\\-3 }, \quad \mathbf b= \pmatrix{-2\\-4\\6}\)

Sind die beiden Vektoren linear abhängig?

\(\mathbf a = \pmatrix{ 1 \\-2\\-3 }, \quad \mathbf b= \pmatrix{2\\-4\\6}\)

Die von 0 verschiedenen Vektoren \(v_1, \dots , v_k \in V\) sind genau dann linear abhängig, wenn mindestens einer dieser Vektoren als Linearkombination der anderen dargestellt werden kann.

Die von 0 verschiedenen Vektoren \(v_1, \dots , v_k \in V\) sind genau dann linear unabhängig, wenn mindestens einer dieser Vektoren als Linearkombination der anderen dargestellt werden kann.

Die von 0 verschiedenen Vektoren \(v_1, \dots , v_k \in V\) sind genau dann linear unabhängig, wenn keiner dieser Vektoren als Linearkombination der anderen dargestellt werden kann.

Sei V ein Vektorraum über K. Eine Menge \(B = \{ b_1, \dots , b_n\}\) linear unabhängiger Vektoren \(b_1, \dots, b_n \in V\) heißt Basis von V, wenn jeder Vektor \(v \in V\) eindeutig als Linearkombination von \(b_1, \dots, b_n\) dargestellt werden kann.

Sei V ein Vektorraum über K. Eine Menge \(B = \{ b_1, \dots , b_n\}\) verschiedener Vektoren \(b_1, \dots, b_n \in V\) heißt Basis von V, wenn jeder Vektor \(v \in V\) als Linearkombination von \(b_1, \dots, b_n\) dargestellt werden kann.

Sei V ein Vektorraum über K. Eine Menge \(B = \{ b_1, \dots , b_n\}\) linear unabhängiger Vektoren \(b_1, \dots, b_n \in V\) heißt [?] von V, wenn jeder Vektor \(v \in V\) eindeutig als Linearkombination von \(b_1, \dots, b_n\) dargestellt werden kann.

Basis

4 Vektoren in 3-dimensionalem Vektorraum sind immer linear abhängig.

Die maximale Anzahl linear unabhängiger Vektoren eines endlichdimensionalen Vektorraums nennt man

Dimension

\(\dim(U+W)= \) \(\dim U+\dim W - \dim (U \cap W)\)

\(\dim(U+W)= \) \(\dim U+\dim W + \dim (U \cap W)\)

\([\mathbf v]_B\) nennt man den [?] von v bezüglich der Basis B

Koordinatenvektor

Eine Abbildung \(\varphi:V \rightarrow W\) heißt lineare Abbildung, wenn gilt:

\(\varphi(\mathbf x + \mathbf y) = \varphi(\mathbf x) + \varphi(\mathbf y) \quad \)\(\forall \mathbf {x,y} \in V\)

\(\varphi(s \mathbf x) = s\varphi(\mathbf x) \quad \forall \mathbf {x} \in V, s \in K\)

Eine Abbildung \(\varphi:V \rightarrow W\) heißt lineare Abbildung, wenn gilt:

\(\varphi(\mathbf x + \mathbf y) = \varphi(\mathbf x) + \varphi(\mathbf y) \quad \)\(\forall \mathbf {x} \in V, \mathbf y \in K\)

\(\varphi(s \mathbf x) = s\varphi(\mathbf x) \quad \forall \mathbf {x} \in V, s \in K\)

Gegeben sei eine Matrix \(A \in K^{m \times n}\)

Sei A eine Matrix. Man bezeichnet \(A^T\) als

transponierte Matrix

Eine Matrix, bei der alle Elemente außerhalb der Diagonale gleich Null sind, heißt

Diagonalmatrix

Gegeben seien zwei Matrizen. Was muss in \(C_{11}\) stehen?

\(C:=AB\)

\(A:=\pmatrix{2 & 3\\1 & 0}, \quad \) \(B:=\pmatrix{1 & 2\\4 & -1}\)

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Elementare Zeilen- und Spaltenumformungen ändern dern Rang der Matrix nicht.

Sei Ax=b ein Gleichungssystem.

b nennt man

Inhomogenität

Étudier