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Lineare Algebra II und Geometrie

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Academic year: 2021

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Lineare Algebra II und Geometrie

Ubung, LVA 405.081¨

C. Fuchs, S. Heintze

11. ¨ Ubungsblatt

, WS 2020/21 20.01.2021

Im Folgenden betrachten wirRn bzw. Cn jeweils mit dem kanonischen Skalarprodukt.

1. Bestimme mit dem Gram-Schmidtschen Orthogonalisierungsverfahren ONBs der folgenden Unterr¨aume:

a) U1 =h{t(2,1,0,0),t(0,−1,4,2), t(1,0,2,−2)}i ⊆R4;

b) U2 =h{t(1, i,−i,0,1),t(i,1,0, i,0), t(0,1, i,−i,−1), t(0,0, i,0,3i)}i ⊆C5; c) U3 =h{t(2,3,−1), t(1,−2,2)}i ⊆R3.

2. In C3 ist eine Basis durch

v1 = t(i,1,0), v2 = t(0, i,1), v3 = t(0,0,1)

gegeben. Ermittle mit dem Gram-Schmidtschen Verfahren eine Orthogonalbasis und orthonormiere diese anschliessend. Ermittle ausserdem die Transformationsmatrizen Tγβ und Tβγ, wobeiγ die gerade berechnete Orthonormalbasis ist. (Freiwilliger Zu- satz: Wie sehen diese Matrizen allgemein aus, wenn auf eine Basis v1, . . . , vn das Gram-Schmidtsche Verfahren angewandt wird (f¨ur die zweite Transformationsma- trix gen¨ugt es die Bauart anzugeben)?)

3. Gegeben seien im R3 die drei Vektoren v1 = t(1,0,0), v2 = t(1,1,1), v3 = t(1,1,0).

Orthonormalisiere die Vektoren mit Hilfe des Gram-Schmidtschen Verfahrens. Gib die Orthogonalprojektion auf den von v1, v3 aufgespannten Unterraum U durch Festlegung einer Koordinatenmatrix an. Wie lautet die Orthogonalprojektion von

t(0,0,1) auf U?

4. Zeige, dass in C3 durch f(z1, z2, z3) = t(iz1/√

2 − iz2/√

6 + z3/√

3,2iz2/√ 6 + z3/√

3, z1/√

2 +z2/√

6 +iz3/√

3) eine isometrische Abbildung gegeben ist. ¨Uber- pr¨ufe anhand der Vektorenv1 = t(1,−1,2), v2 = t(i,0,0), dassv1·v2 =f(v1)·f(v2) und kv1k=kf(v1)k gilt.

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