Wissenswertes (Lineare Algebra)

Aus Infostudium Wiki

Wechseln zu: Navigation, Suche

Von http://whiskey.dyndns.org/wiki/index.php/LA_Wissenswertes

Inhaltsverzeichnis

Abbildungen

f: M \rightarrow N,\; x \mapsto f(x)

Definitionsbereich: M

Wertebereich: N

Urbild von f(x): x

Bild von x: f(x)

Identität: id_M : M \rightarrow M,\; x \mapsto x

Faser: f^{-1}(\{ y \}) \subseteq M,\; y \in N

surjektiv: f(M)=N (jeder y \in N wird getroffen; keine Faser ist leer)

injektiv: f(x) = f(x') \Rightarrow x=x' (jeder Faser enthält max. ein Element)

bijektiv: surjektiv und injektiv (jede Faser enthält ein Element)

Komposition: f(g(x)) =: f \circ g (Sei\; f: M\rightarrow N,\; g: L \rightarrow M \Rightarrow f(g(x)): L \rightarrow N,\; x \mapsto f \circ g

Umkehrabbildung: Ist f bijektiv so existiert die eindeutige Umkehrabbildung f − 1

id_M =f^{-1} \circ f, id_N =f \circ f^{-1}

Konventionen und Sätze

1. Jede Abbildung kann als Komposition einer injektiven und einer surjektiven Abbildung geschrieben werden.

2. Zu jeder Menge M existiert genau eine Abbildung, die die leere Menge auf M abbildet. (\emptyset \rightarrow M)

3. Ist M \not= \emptyset dann existiert keine Abbildung von M in die leere Menge (M \rightarrow \emptyset)

Lineare Gleichungssysteme

homogene LGS

1. Ein homogenes LGS hat immer (mindestens) eine Lösung, nämlich die triviale Lösung (0 \in K^n)

2. Hat ein homogenes LGS weniger Gleichungen als Unbekannte (m < n) dann hat es eine nicht-triviale Lösung.

inhomogene LGS

1. Ein inhomogenes LGS kann keine (Widerspruch), genau eine oder unendlich viele Lösung haben.

2. Lösungsmenge: L = s + L0 (s spezielle Lösung, L0 Lösung des HLGS)

Gauss Transformationen

Tauschen: t_{ij\;}

Multiplizieren: m_{i\;}(c)

Addieren: a_{ij\;}(c) (Addiert das c-fache von j zu i)

Grundstrukturen

Addition:

RingKörperVektorraumGruppe
Neutrales Element: \times\times\times\timesx + 0 = x
Inverses Element: \times\times\times\timesx + ( − x) = 0
Kommutativ: \times\times\timesabelschx + y = y + x
Assoziativ: \times\times\times\times(x + y) + z = x + (y + z)

Multiplikation:

RingKörperVektorraum
Neutrales Element: \times\times\timesx \cdot 1 = x
Inverses Element: \times x \cdot x^{-1} = 1
Kommutativ: (\times)\times x \cdot y = y \cdot x
Assoziativ: \times\times\times(x \cdot y) \cdot z = x \cdot (y \cdot z)
Distributiv: \times\times\times(x + y) \cdot z = x \cdot z + y \cdot z

Relationen

R \subset M \times M\; xRy:=(x,y) \in R

Anzahl der (reflexiven) Relationen einer n-elementigen Menge: 2^{n^2}\; (2^{n^2-n})


R : reflexiv: (x,x) \in R\; \forall x \in M

S : symmetrisch: (x,y) \in R \Rightarrow (y,x) \in R

A : antisymmetrisch: (x,y) \in R \wedge (y,x) \in R \Rightarrow x=y

T : transitiv: (x,y) \in R \wedge (y,z) \in R \Rightarrow (x,z) \in R


Äquivalenzordnung: R,S,T erfüllt.

(Halb-)Ordnung: R,A,T erfüllt.

Totalordnung: R,A,T erfüllt und alle Elemente sind vergleichbar.

Äquivalenzklasse: C_x := \{ y \in M\; |\; xRy \}

Menge der Äquivalenzklassen: M/R\;(\subseteq Pot(M))

Partitionen

Eine Partition unterteilt eine Menge in nicht-leere Teilmengen (sog. Teile).

P=\{C_1,C_2,...,C_n \}\; mit\; C_x \not= C_y \Rightarrow C_x \cap C_y = \emptyset,\; P \subseteq Pot(M)

Die Menge der Äquivalenzklassen M/R bildet eine Partition von M.

Kanonische (natürliche) Abbildung

Die kanonische Abbildung ordnet jedem Element seine Äquivalenzklasse zu.

\pi : M \rightarrow M/R,\; x \mapsto C_x

Persönliche Werkzeuge