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Mathematik Lineare Algebra – Vektorräume und Basen

15 KartenMathematikatrio07.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Mathematik“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein Vektorraum über einem Körper K? · Welche Bedingung muss eine Teilmenge U …

Karten

15 Karten
STANDARD

Was ist ein Vektorraum über einem Körper K?

Rückseite

Eine Menge V mit Addition und Skalarmultiplikation, die die acht Vektorraumaxiome erfüllt: Assoziativität, Kommutativität, Neutrales, Inverses, Distributivität, Verträglichkeit mit Körpermultiplikation.

STANDARD

Welche Bedingung muss eine Teilmenge U ⊆ V erfüllen, um Untervektorraum zu sein?

Rückseite

U muss nicht-leer sein und für alle u,v ∈ U und λ ∈ K gelten: u+v ∈ U und λ·u ∈ U (Abgeschlossenheit unter Addition und Skalarmultiplikation).

STANDARD

Wann heißen Vektoren v₁,…,vₙ linear unabhängig?

Rückseite

Wenn aus λ₁v₁+…+λₙvₙ = 0 stets folgt: λ₁ = … = λₙ = 0. Kein Vektor lässt sich als Linearkombination der anderen darstellen.

STANDARD

Was ist der Spann (lineare Hülle) einer Menge M ⊆ V?

Rückseite

Die Menge aller Linearkombinationen von Elementen aus M. Er ist der kleinste Untervektorraum, der M enthält.

STANDARD

Was ist eine Basis eines Vektorraums V?

Rückseite

Eine linear unabhängige Teilmenge B ⊆ V, die V aufspannt. Jeder Vektor v ∈ V lässt sich eindeutig als Linearkombination der Basisvektoren darstellen.

STANDARD

Wie ist die Dimension eines Vektorraums definiert?

Rückseite

Die Anzahl der Vektoren in einer Basis von V. Alle Basen eines Vektorraums haben dieselbe Kardinalität (Dimensionssatz).

STANDARD

Was besagt der Dimensionssatz für endlichdimensionale Vektorräume?

Rückseite

Jede zwei Basen eines endlichdimensionalen Vektorraums haben die gleiche Anzahl an Elementen. Die Dimension ist wohldefiniert.

STANDARD

Wie prüfst du, ob eine Menge Vektoren eine Basis von ℝⁿ ist?

Rückseite

Bilde eine Matrix mit den Vektoren als Spalten. Sie ist Basis gdw. die Matrix Rang n hat (determinant ungleich 0 bei quadratischer Matrix).

STANDARD

Was ist der Standardbasis von ℝⁿ?

Rückseite

Die Kanonischen Einheitsvektoren e₁=(1,0,…,0), …, eₙ=(0,…,0,1). Sie bilden eine Basis, Dimension ist n.

STANDARD

Was besagt der Basisaustauschsatz (Steinitz)?

Rückseite

In einem endlichdimensionalen Vektorraum lässt sich jede linear unabhängige Familie zu einer Basis erweitern; jede erzeugende Familie enthält eine Basis.

STANDARD

Wie berechnest du Koordinaten eines Vektors bezüglich einer Basis B?

Rückseite

Löse das lineare Gleichungssystem: Vektor = Summe λᵢ·bᵢ. Die Koeffizienten λᵢ sind die Koordinaten (oft über Inverse der Basismatrix).

STANDARD

Was ist ein Isomorphismus zwischen Vektorräumen V und W?

Rückseite

Eine lineare, bijektive Abbildung φ: V → W. Isomorphe Vektorräume haben dieselbe Dimension und sind strukturell identisch.

STANDARD

Wann sind zwei endlichdimensionale Vektorräume über K isomorph?

Rückseite

Gdw. sie dieselbe Dimension haben. Dann existiert eine bijektive lineare Abbildung zwischen ihnen.

STANDARD

Was ist der Rang einer linearen Abbildung f: V → W?

Rückseite

Die Dimension des Bildes im(f) ⊆ W. Er entspricht der Anzahl linear unabhängiger Spalten der Abbildungsmatrix.

STANDARD

Was besagt der Dimensionssatz (Rang-Nullitätssatz) für lineare Abbildungen?

Rückseite

dim(V) = Rang(f) + dim(Kern(f)). Die Dimension des Definitionsraums teilt sich in Bilddimension und Kern-Dimension auf.

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