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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Gleichungen beweisen
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Gleichungen beweisen: Uebung
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 15:11 So 09.11.2008
Autor: mangaka

Aufgabe
a)
Zeigen oder widerlegen Sie:
Seien [mm]A,B,C,D,E \in GL(n, \IR)[/mm].
Falls [mm]D^{-1} (A+B+C) D = E[/mm] gilt, so ist [mm]A=E-B-C[/mm]

b)
Seien [mm]A, B \in K_{n,n} und A \in GL(n,K)[/mm]. Zeigen Sie:
[mm](A+B) A^{-1} (A-B) = (A-B) A^{-1} (A+B)[/mm]

hi,
ich bin's mal wieder. hab wie immer ein paar fragen mitgebracht:

zu a)
angeblich soll die aussage tatsächlich gelten. ein tipp war, mit etwas passendem von links und rechts zu multiplizieren. aber egal was ich mache, ich bekomm's nicht hin.

ist die aussage wirklich wahr? wenn ja, brauche ich mehr tipps :D

zu b)
wofuer steht [mm] K_{n,n}. [/mm] das K bezeichnet normalerweise den körper, aber was soll "n,n"?

auch hier bräuchte ich paar tipps *ganz lieb guck*


mfg
mangaka

        
Bezug
Gleichungen beweisen: kommutativ ?
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:26 So 09.11.2008
Autor: Al-Chwarizmi


> a)
>  Zeigen oder widerlegen Sie:
>  Seien [mm]A,B,C,D,E \in GL(n, \IR)[/mm].
>  Falls [mm]D^{-1} (A+B+C) D = E[/mm]
> gilt, so ist [mm]A=E-B-C[/mm]
>  
> b)
>  Seien [mm]A, B \in K_{n,n} und A \in GL(n,K)[/mm]. Zeigen Sie:
>  [mm](A+B) A^{-1} (A-B) = (A-B) A^{-1} (A+B)[/mm]
>  hi,
>  ich bin's mal wieder. hab wie immer ein paar fragen
> mitgebracht:
>  
> zu a)
>  angeblich soll die aussage tatsächlich gelten. ein tipp
> war, mit etwas passendem von links und rechts zu
> multiplizieren. aber egal was ich mache, ich bekomm's nicht
> hin.


hallo mangaka,

was genau ist mit [mm] GL(n,\IR) [/mm] gemeint ?

zu a):

links mit D und rechts mit [mm] D^{-1} [/mm] multiplizieren führt auf

         [mm] A+B+C=D*E*D^{-1} [/mm]

Jetzt fragt es sich, ob man  [mm] D*E*D^{-1} [/mm] durch E ersetzen kann.

Falls die Multiplikation kommutativ ist, ist dies der Fall,
denn dann gilt:

         [mm] D*E*D^{-1}=D*(E*D^{-1})=D*(D^{-1}*E)=(D*D^{-1})*E=1*E=E [/mm]

Dann hätte man also  A+B+C=E und A=E-B-C



Ich habe rasch nachgeschaut, was [mm] GL(n,\IR) [/mm] sein könnte und
bin auch fündig geworden: GL=General Linear Group.
Und:

"Für [mm] n\ge [/mm] 2 ist die Gruppe GL(n,K) nicht abelsch."

Abelsch heisst kommutativ.
Vermutlich ist also die Aussage von a) doch falsch.

Gruß

Bezug
                
Bezug
Gleichungen beweisen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:00 So 09.11.2008
Autor: mangaka


> hallo mangaka,
>  
> was genau ist mit [mm]GL(n,\IR)[/mm] gemeint ?
>  
> zu a):
>  
> links mit D und rechts mit [mm]D^{-1}[/mm] multiplizieren führt auf
>  
> [mm]A+B+C=D*E*D^{-1}[/mm]
>  
> Jetzt fragt es sich, ob man  [mm]D*E*D^{-1}[/mm] durch E ersetzen
> kann.
>  
> Falls die Multiplikation kommutativ ist, ist dies der Fall,
> denn dann gilt:
>  
> [mm]D*E*D^{-1}=D*(E*D^{-1})=D*(D^{-1}*E)=(D*D^{-1})*E=1*E=E[/mm]
>  
> Dann hätte man also  A+B+C=E und A=E-B-C
>  
>
> Ich habe rasch nachgeschaut, was [mm]GL(n,\IR)[/mm] sein könnte und
>  bin auch fündig geworden: GL=General Linear Group.
> Und:
>  
> "Für [mm]n\ge[/mm] 2 ist die Gruppe GL(n,K) nicht abelsch."
>  
> Abelsch heisst kommutativ.
>  Vermutlich ist also die Aussage von a) doch falsch.
>  
> Gruß


$ [mm] GL(n,\IR) [/mm] $  heisst, dass die matrizen invertierbar sind.

wie du schon sagst, kann man hier schlecht das kommutativgesetz anwenden :D

soll ich nun eine fallunterscheidung machen? für n<2 funktioniert es, wegen der kommutativität und für n>=2 net, weil sie ab dann keine abelsche gruppen sind?


Bezug
                        
Bezug
Gleichungen beweisen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:12 So 09.11.2008
Autor: Al-Chwarizmi

Es ist natürlich gut, und für eine vollständige Antwort
auch notwendig, dass du den (an sich ja sonst
nicht so wahnsinnig interessanten) Spezialfall n=1
speziell erwähnst.

Um zu zeigen, dass es für [mm] n\ge [/mm] 2 wirklich nicht klappt
(was aus meinen früheren Bemerkungen noch nicht
hervorgeht), wäre es sinnvoll, ein Gegenbeispiel
anzugeben. Wähle für A,B,C,D,E irgendwelche
einfachen [mm] 2\times{2} [/mm] - Matrizen (natürlich nicht gerade die Null-
oder Eins-Matrix !) und zeige, dass das Beispiel die
Gleichung nicht erfüllt. Dass diese dann in höheren
Dimensionen auch nicht allgemein gültig sein kann,
ist leicht zu zeigen, denn der [mm] \IR^n [/mm] (n>2) enthält ja den
[mm] \IR^2 [/mm] als Unterraum.


LG

Bezug
        
Bezug
Gleichungen beweisen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:21 So 09.11.2008
Autor: mangaka

ok, danke.
hab noch ne frage, die nichts mit den beiden aufgaben zu tun hat...

es geht darum, einer menge von matrizen nachzuweisen, dass sie einen ring bilden. die elemente stammen aus [mm] $\IZ_{2}$. [/mm]
es wird darauf hingewiesen, dass [mm] $\IZ_{2}$ [/mm] ein körper ist.
eine möglichkeit nachzuweisen, dass es sich bei den matrizen um einen ring handelt ist, nachzurechnen und zu zeigen, dass unter addition die abelsche gruppe geben ist, unter multiplikation ein monoid und dass das distributivgesetz gilt. aber ich glaub das wäre zu viel arbeit.
es geht doch wohl einfacher, oder?

mfg
mangaka

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Bezug
Gleichungen beweisen: neuer Thread
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:24 So 09.11.2008
Autor: Loddar

Hallo mangaka!


> hab noch ne frage, die nichts mit den beiden aufgaben zu
> tun hat...

Dann eröffne doch bitte einen neuen Thread!


Gruß
Loddar


Bezug
                        
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Gleichungen beweisen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:31 So 09.11.2008
Autor: mangaka

ist glaub' ich nötig. ich glaub, ich hab die antwort bereits.
um die addition muss ich mich gar net kümmern, da die sowieso komponentenweise erfolgt. da die elemete aus [mm] $\IZ_{2}$ [/mm] einem körper angehören muss die die addition abelsch sein...
bleibt nur noch der rest...

und leute wie sieht's mit b) aus :D

Bezug
                                
Bezug
Gleichungen beweisen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:03 So 09.11.2008
Autor: Al-Chwarizmi


> wie sieht's mit b) aus :D


da kannst du einfach beide Seiten komplett ausmultiplizieren
(Vorsicht: nicht kommutativ !) und mittels [mm] A*A^{-1}=I [/mm]
vereinfachen

Bezug
                                        
Bezug
Gleichungen beweisen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:37 So 09.11.2008
Autor: mangaka

soll $I$ die einheitsmatrix sein?

Bezug
                                                
Bezug
Gleichungen beweisen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:42 So 09.11.2008
Autor: reverend

Ja, I soll die Einheitsmatrix sein.
(Falls Du noch on bist, Al-Chwarizmi, pardon!)

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