Erzeugendensysteme von Vektorräumen
Eine
Teilmenge M⊆V eines
Vektorraums V über den Körper
K ist ein
Erzeugendensystem von
V, wenn die
lineare Hülle von
M den gesamten
Vektorraum V ergibt, also
L(M)=span(M)=V.
V heißt
endlich erzeugt, wenn
M eine
endliche Menge ist.
Ist also
M ein
Erzeugendensystem von
V, dann gibt es zu jedem
v∈V ein
n∈N sowie Elemente
v1,…,vn∈M und
α1,…,αn∈K, sodass
v=α1v1+…+αnvn.
Beispiele
Es gilt
R2={α(1,0)+β(0,1)∣α,β∈R}. Der
R2 wird also von den Vektoren
(1,0) und
(0,1) erzeugt.
Minimale Erzeugendensysteme
Ein Erzeugendensystem heißt minimal, wenn wir keine Vektoren aus ihm weglassen können, also
M ist
minimales Erzeugendensystem ⟺L(M)=V∧∀v∈M:L(M∖{v})=/V
Satz 5329B (Minimale Erzeugendensysteme und lineare Unabhängigkeit)
Beweis
"
⇒:" Sei
M ein
minimales Erzeugendensystem und
linear abhängig. Dann gibt es
v1,…,vn∈M und
α1,…,αn∈K mit
α1v1+…+αnvn=0 und
αi=/0 für wenigstens ein
i. Dann ist aber
vi=−αiα1v1−…−αiαi−1vi−1−αiαi+1vi+1−…−αiαnvn, mithin lässt sich
vi als
Linearkombination von anderen Elementen aus
M darstellen, im Widerspruch zur Annahme, dass
M ein
minimales Erzeugendensystem ist.
"
⇐:"
M sei nun ein
Erzeugendensystem mit
linear unabhängigen Vektoren. Wir nehmen an, dass
M nicht minimal ist, dann gibt es ein
v∈M mit
v=α1v1+…+αnvn also
α1v1+…+αnvn+(−1)v=0 im Widerspruch zur
linearen Unabhängigkeit der Elemente aus
M.
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Alles, was lediglich wahrscheinlich ist, ist wahrscheinlich falsch.
Rene Descartes
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