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Stefan Kebekus 2025-05-21 11:02:50 +02:00
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@ -51,3 +51,8 @@ Cauchy-Schwarzsche
Cauchy Cauchy
Sceaux Sceaux
Amandus Amandus
Orthonormalität
Identifikationen
semi-linear
Quotientenräume
Rückzugsabbildung

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@ -41,3 +41,12 @@
{"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QDann ergibt sich \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, womit der Beweis der Cauchy-Schwarzschen Ungleichung beendet ist.\\E$"} {"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QDann ergibt sich \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, womit der Beweis der Cauchy-Schwarzschen Ungleichung beendet ist.\\E$"}
{"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\Q[Positive Definitheit] Für alle \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt: \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q.\\E$"} {"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\Q[Positive Definitheit] Für alle \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt: \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q.\\E$"}
{"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\Q\\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q\\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q-Matrizen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Bilinearformen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Damit beweisen Sie unter anderem Folgendes: Gegeben Zahlen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, dann gibt es genau eine Bilinearform \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, sodass für alle \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt, dass \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q ist.\\E$"} {"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\Q\\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q\\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q-Matrizen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Bilinearformen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Damit beweisen Sie unter anderem Folgendes: Gegeben Zahlen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, dann gibt es genau eine Bilinearform \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, sodass für alle \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q gilt, dass \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q ist.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QWir hatten in Kapitel 12 der Vorlesung „Lineare Algebra I“ bereits einen Begriff von „orthogonalen Unterraum“.\\E$"}
{"rule":"GERMAN_SPELLER_RULE","sentence":"^\\QWir werden in Abschnitt sec:dual sehen, wie die Begriffe zusammenhängen.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QVorlesung 12Einer der beliebtesten Begriffe der Vorlesung „Lineare Algebra I“ ist der des “Dualraum”.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QVorlesung 12Einer der beliebtesten Begriffe der Vorlesung „Lineare Algebra I“ ist der des „Dualraum“.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QIn Bemerkung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang zwischen den „orthogonalen Unterräumen“ aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“ und dem “orthogonalen Komplement” aus Definition \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q zu klären.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QIn Bemerkung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang zwischen den „orthogonalen Unterräumen“ aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“ und dem „orthogonalen Komplement“ aus Definition \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q zu klären.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QWir hatten in letzten Abschnitt das orthogonale Komplement eines Untervektorraumes \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q in kanonischer Weise mit dem Raum \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q identifiziert, der uns aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“ vertraut war.\\E$"}
{"rule":"KLEINSCHREIBUNG_KEIN_NAME","sentence":"^\\QZu jeder linearen Abbildung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q haben wir in der Vorlesung „Lineare Algebra I“ eine „Rückzugsabbildung“ zwischen den Dualräumen definiert, nämlich \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q.\\E$"}
{"rule":"DE_CASE","sentence":"^\\QBetrachte das folgende Diagramm: \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, isomorph \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, isomorph \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q, Rückzugsabbildung \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q Beim Betrachten des Diagramms \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q fällt auf, dass die Abbildungen \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q und \\E(?:Dummy|Ina|Jimmy-)[0-9]+\\Q von der Wahl der Skalarprodukte abhängen.\\E$"}

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@ -78,16 +78,6 @@ unmittelbar aus der Definition folgen.
Also ist $\| \vec{x} \|0$ für alle $\vec{x} ∈ V$. Also ist $\| \vec{x} \|0$ für alle $\vec{x} ∈ V$.
\end{bemerkung} \end{bemerkung}
\begin{bemerkung}[Satz des Pythagoras]
\index{Pythagoras!für Euklidische und unitäre Vektorräume}In der Situation von
Definition~\ref{def:norm} gilt der Satz des Pythagoras: gegeben Vektoren
$\vec{x}$ und $\vec{y}$ aus $V$, dann gilt
\[
\| \vec{x} + \vec{y} \|² = \| \vec{x} \|² + 2·Re\langle
\vec{x}, \vec{y} \rangle + \| \vec{y} \|².
\]
\end{bemerkung}
\subsection{Beispiele: Normen, die von Skalarprodukten kommen} \subsection{Beispiele: Normen, die von Skalarprodukten kommen}
@ -176,6 +166,16 @@ sie vielleicht aus der Vorlesung „Analysis“ schon kennen.
Satz~\ref{satz:sin} bewiesen. Satz~\ref{satz:sin} bewiesen.
\end{proof} \end{proof}
\begin{bemerkung}[Satz des Pythagoras]
\index{Pythagoras!für Euklidische und unitäre Vektorräume}In der Situation von
Satz~\ref{satz:sin} gilt der Satz des Pythagoras: gegeben Vektoren $\vec{x}$
und $\vec{y}$ aus $V$, dann gilt
\[
\| \vec{x} + \vec{y} \|² = \| \vec{x} \|² + 2·Re\langle
\vec{x}, \vec{y} \rangle + \| \vec{y} \|².
\]
\end{bemerkung}
\subsection{Beispiele: Normen, die von Normen kommen} \subsection{Beispiele: Normen, die von Normen kommen}

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@ -3,36 +3,34 @@
\chapter{Orthogonale Projektion} \chapter{Orthogonale Projektion}
In diesem Kapitel sei $\bigl( V, \langle•,•\rangle\bigr)$ stets ein In diesem Kapitel sei $\bigl( V, \langle•,•\rangle\bigr)$ stets ein euklidischer
euklidischer oder unitärer Vektorraum. Wenn keine Verwechselungsgefahr besteht, oder unitärer Vektorraum. Wenn keine Verwechslungsgefahr besteht, werden wir
werden wir die durch das Skalarprodukt induzierte Norm einfach mit $\|\|$ die durch das Skalarprodukt induzierte Norm einfach mit $\|\|$ bezeichnen.
bezeichnen.
\section{Orthogonalität und Orthonormalität} \section{Orthogonalität und Orthonormalität}
Der zentrale Begriff in diesem Kapitel ist ``orthogonal'', also Der zentrale Begriff in diesem Kapitel ist „orthogonal“, also „steht senkrecht
``steht senkrecht aufeinander''. Wir definieren ``orthogonal'' mit Hilfe des aufeinander“. Wir definieren „orthogonal“ mithilfe des Skalarproduktes.
Skalarproduktes.
\begin{defn}[Orthogonal]\label{def:orth} \begin{defn}[Orthogonal]\label{def:orth}%
Es sei $\bigl( V, \langle•,•\rangle\bigr)$ ein Euklidischer oder unitärer Es sei $\bigl( V, \langle•,•\rangle\bigr)$ ein Euklidischer oder unitärer
Vektorraum. Vektorraum.
\begin{enumerate} \begin{enumerate}
\item Es seien $\vec{x}$, $\vec{y} ∈ V$ zwei Vektoren. Man sagt, \item Es seien $\vec{x}$, $\vec{y} ∈ V$ zwei Vektoren. Man sagt,
\emph{$\vec{x}$ und $\vec{y}$ sind orthogonal \emph{$\vec{x}$ und $\vec{y}$ sind orthogonal
zueinander}\index{orthogonal!Vektoren} (oder \emph{$x$ steht senkrecht auf zueinander}\index{orthogonal!Vektoren} (oder \emph{$x$ steht senkrecht auf
$y$})\index{senkrecht}, falls $\langle \vec{x}, \vec{y} \rangle = 0$ gilt. $y$})\index{senkrecht}, falls $\langle \vec{x}, \vec{y} \rangle = 0$ gilt.
Als Kurzschreibweise: $\vec{x} \perp \vec{y}$. Als Kurzschreibweise: $\vec{x} \perp \vec{y}$.
\item Es seien $U$, $W ⊂ V$ Untervektorräume. Dann heißen $U$ und $W$ \item Es seien $U$, $W ⊂ V$ Untervektorräume. Dann heißen $U$ und $W$
\emph{orthogonal zueinander}\index{orthogonal!Untervektorräume}, falls für \emph{orthogonal zueinander}\index{orthogonal!Untervektorräume}, falls für
alle $\vec{u} ∈ U$ und alle $\vec{w} ∈ W$ die Gleichung alle $\vec{u} ∈ U$ und alle $\vec{w} ∈ W$ die Gleichung $\langle \vec{u},
$\langle \vec{u}, \vec{w} \rangle = 0$ gilt. \vec{w} \rangle = 0$ gilt.
\item\label{il:8-1-1-3} Es sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann \item\label{il:8-1-1-3} Es sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann definieren
definieren wir das \emph{orthogonale Komplement von $U$}\index{orthogonales wir das \emph{orthogonale Komplement von $U$}\index{orthogonales Komplement}
Komplement} als als
\[ \[
U^\perp := \{ \vec{v} ∈ V : \vec{v} \perp \vec{u} \text{ für alle } U^\perp := \{ \vec{v} ∈ V : \vec{v} \perp \vec{u} \text{ für alle }
\vec{u} ∈ U \}. \vec{u} ∈ U \}.
@ -45,10 +43,10 @@ Skalarproduktes.
\langle \vec{v}_i, \vec{v}_j \rangle = 0. \langle \vec{v}_i, \vec{v}_j \rangle = 0.
\] \]
Eine orthogonale Familie heißt \emph{orthonormal}\index{orthonormale Familie Eine orthogonale Familie heißt \emph{orthonormal}\index{orthonormale Familie
von Vektoren}, falls zusätzlich für alle Indizes $i ∈ I$ die Gleichung von Vektoren}, falls zusätzlich für alle Indizes $i ∈ I$ die Gleichung $\|
$\| \vec{v}_i \| = 1$ gilt. Eine orthonormale Familie heißt \vec{v}_i \| = 1$ gilt. Falls eine orthonormale Familie zusätzlich eine
\emph{Orthonormalbasis}\index{Orthonormalbasis} (kurz: ``ONB''), falls sie Basis ist, dann nenne die Familie
zusätzlich eine Basis ist. \emph{Orthonormalbasis}\index{Orthonormalbasis} und schreibe kurz: „ONB“.
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{defn} \end{defn}
@ -60,15 +58,15 @@ Skalarproduktes.
\begin{beobachtung} \begin{beobachtung}
In der Situation von Definition~\ref{def:orth}, Punkt~\ref{il:8-1-1-3} gilt In der Situation von Definition~\ref{def:orth}, Punkt~\ref{il:8-1-1-3} gilt
folgendes: Wenn $(u_i)_{i ∈ I}$ eine Basis von $U$ ist und $\vec{v} ∈ V$ folgendes: Wenn $(u_i)_{i ∈ I}$ eine Basis von $U$ ist und $\vec{v} ∈ V$
irgendein Vektor, dann ist $\vec{v} ∈ U^\perp$ genau dann, wenn irgendein Vektor, dann ist $\vec{v} ∈ U^\perp$ genau dann, wenn $\vec{v} \perp
$\vec{v} \perp \vec{u}_i$ ist für alle Indizes $i ∈ I$. \vec{u}_i$ ist für alle Indizes $i ∈ I$.
\end{beobachtung} \end{beobachtung}
\begin{rem}[Orthogonale Unterräume in LA1 - Dualraum]\label{rem:8-1-4} \begin{rem}[Orthogonale Unterräume in LA1 - Dualraum]\label{rem:8-1-4}%
Wir hatten in Kapitel 12 der Vorlesung ``Lineare Algebra I'' bereits einen Wir hatten in Kapitel 12 der Vorlesung „Lineare Algebra I“ bereits einen
Begriff von ``orthogonalen Unterraum''. Die Situation war die, dass es einen Begriff von „orthogonalen Unterraum“. Die Situation war die, dass es einen
$k$-Vektorraum $V$ gab und einen Untervektorraum $W ⊆ V$. In dieser $k$-Vektorraum $V$ gab und einen Untervektorraum $W ⊆ V$. In dieser Situation
Situation war der ``orthogonale Unterraum'' der Raum war der „orthogonale Unterraum“ der Raum
\[ \[
W⁰ := \{ f ∈ V^* \::\: W ⊆ \ker (f) \}. W⁰ := \{ f ∈ V^* \::\: W ⊆ \ker (f) \}.
\] \]
@ -78,11 +76,10 @@ Skalarproduktes.
\begin{bsp}[Der Standardraum $^n$] \begin{bsp}[Der Standardraum $^n$]
Betrachten den Vektorraum $^n$ mit dem Standardskalarprodukt. Dann ist die Betrachten den Vektorraum $^n$ mit dem Standardskalarprodukt. Dann ist die
Die Standardbasis eine Orthonormalbasis. Die Untervektorräume Standardbasis eine Orthonormalbasis. Die Untervektorräume $\langle \vec{e}_1,
$\langle \vec{e}_1, \vec{e}_2 \rangle$ und \vec{e}_2 \rangle$ und $\langle \vec{e}_3, \vec{e}_4 \rangle$ sind orthogonal.
$\langle \vec{e}_3, \vec{e}_4 \rangle$ sind orthogonal. Das orthogonale Das orthogonale Komplement des Unterraumes $\langle \vec{e}_1, \vec{e}_2
Komplement des Unterraumes $\langle \vec{e}_1, \vec{e}_2 \rangle$ ist \rangle$ ist $\langle \vec{e}_3, …, \vec{e}_n \rangle$.
$\langle \vec{e}_3, …, \vec{e}_n \rangle$.
\end{bsp} \end{bsp}
@ -100,19 +97,18 @@ kann. Dieses Beispiel ist für den ganzen Abschnitt zentral.
\rangle}{\langle \vec{v}_1, \vec{v}_1 \rangle}·\vec{v}_1. \rangle}{\langle \vec{v}_1, \vec{v}_1 \rangle}·\vec{v}_1.
\] \]
Dann gilt $\vec{v}_1 \perp \vec{v}\,'_2$. Zusätzlich gilt: wenn die Menge Dann gilt $\vec{v}_1 \perp \vec{v}\,'_2$. Zusätzlich gilt: wenn die Menge
$\{\vec{v}_1, \vec{v}_2\}$ linear unabhängig ist, dann auch $\{\vec{v}_1, \vec{v}_2\}$ linear unabhängig ist, dann auch $\{\vec{v}_1,
$\{\vec{v}_1, \vec{v}\,'_2\}$. \vec{v}\,'_2\}$.
\end{bsp} \end{bsp}
Wir bauen das ``Rezept, um Vektoren orthogonal machen'' ein wenig aus und Wir bauen das „Rezept, um Vektoren orthogonal machen“ ein wenig aus und erhalten
erhalten einen ``Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen''. einen „Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen“.
\begin{satz}[Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen]\label{satz:8-2-2} \begin{satz}[Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen]\label{satz:8-2-2}%
Sei $V$ ein endlich-dimensionaler euklidischer oder unitärer Vektorraum und sei Sei $V$ ein endlich-dimensionaler euklidischer oder unitärer Vektorraum und
$U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann lässt sich jede Orthonormalbasis sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann lässt sich jede Orthonormalbasis
$\{\vec{u}_1,…,\vec{u}_m\}$ von $U$ zu einer Orthonormalbasis $\{\vec{u}_1,…,\vec{u}_m\}$ von $U$ zu einer Orthonormalbasis
$\{\vec{u}_1,…,\vec{u}_m,\vec{u}_{m+1},…,\vec{u}_n\}$ von $V$ $\{\vec{u}_1,…,\vec{u}_m,\vec{u}_{m+1},…,\vec{u}_n\}$ von $V$ ergänzen.
ergänzen.
\end{satz} \end{satz}
\begin{proof} \begin{proof}
\video{11-1} \video{11-1}
@ -126,38 +122,35 @@ erhalten einen ``Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen''.
\begin{beobachtung}[Gram-Schmidt Verfahren] \begin{beobachtung}[Gram-Schmidt Verfahren]
Sei $V$ ein endlich-dimensionaler euklidischer oder unitärer Vektorraum. Der Sei $V$ ein endlich-dimensionaler euklidischer oder unitärer Vektorraum. Der
Beweis des Basisergänzungssatzes~\ref{satz:8-2-2} für Orthonormalbasen liefert Beweis des Basisergänzungssatzes~\ref{satz:8-2-2} für Orthonormalbasen liefert
ein effektives, induktives Verfahren um aus einer gegebenen Basis ein effektives, induktives Verfahren um aus einer gegebenen Basis $\{
$\{ \vec{v}_1, …, \vec{v}_n \}$ von $V$ eine ONB \vec{v}_1, …, \vec{v}_n \}$ von $V$ eine ONB $\{ \vec{u}_1, …, \vec{u}_n \}$
$\{ \vec{u}_1, …, \vec{u}_n \}$ zu konstruieren. Man startet so: zu konstruieren. Man startet so:
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item Normiere. $\vec{u}_1 := \frac{1}{\| \vec{v}_1 \|}·\vec{v}_1$. \item Normiere. $\vec{u}_1 := \frac{1}{\| \vec{v}_1 \|}·\vec{v}_1$.
\item Definiere. \item Definiere. $\vec{u}\,'_2 := \vec{v}_2 - \langle \vec{v}_2, \vec{u}_1
$\vec{u}\,'_2 := \vec{v}_2 - \langle \vec{v}_2, \vec{u}_1 \rangle· \rangle· \vec{u}_1$.
\vec{u}_1$.
\item Normiere. $\vec{u}_2 := \frac{1}{\| \vec{u}\,'_2 \|}·\vec{u}\,'_2$. \item Normiere. $\vec{u}_2 := \frac{1}{\| \vec{u}\,'_2 \|}·\vec{u}\,'_2$.
\end{itemize} \end{itemize}
Falls uns $\vec{u}_1, …, \vec{u}_k$ schon gegeben sind, gehe induktiv wie Falls uns $\vec{u}_1, …, \vec{u}_k$ schon gegeben sind, gehe induktiv wie
folgt vor: folgt vor:
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item Definiere. \item Definiere. $\vec{u}\,'_{k+1} := \vec{v}_{k+1} - \sum_{j=1}^{k} \langle
$\vec{u}\,'_{k+1} := \vec{v}_{k+1} - \sum_{j=1}^{k} \langle \vec{v}_{k+1}, \vec{v}_{k+1}, \vec{u}_j \rangle·\vec{u}_j$.
\vec{u}_j \rangle·\vec{u}_j$.
\item Normiere. \item Normiere.
$\vec{u}_{k+1} := \frac{1}{\| \vec{u}\,'_{k+1} \|}·\vec{u}\,'_{k+1}$. $\vec{u}_{k+1} := \frac{1}{\| \vec{u}\,'_{k+1} \|}·\vec{u}\,'_{k+1}$.
\end{itemize} \end{itemize}
Am Ende ist $\{\vec{u}_1, …, \vec{u}_n\}$ eine ONB. Zusätzlich gilt für Am Ende ist $\{\vec{u}_1, …, \vec{u}_n\}$ eine ONB. Zusätzlich gilt für alle
alle Indizes $i=1, …, n$ die Gleichheit von Untervektorräumen Indizes $i=1, …, n$ die Gleichheit von Untervektorräumen $\langle \vec{u}_1,
$\langle \vec{u}_1, …, \vec{u}_i \rangle = \langle \vec{v}_1, …, …, \vec{u}_i \rangle = \langle \vec{v}_1, …, \vec{v}_i \rangle$.
\vec{v}_i \rangle$.
\end{beobachtung} \end{beobachtung}
\begin{satz}[Orthogonale Zerlegung]\label{satz:8-2-5} \begin{satz}[Orthogonale Zerlegung]\label{satz:8-2-5}%
Es sei $V$ ein endlich-dimensionale euklidischer oder unitärer Vektorraum. Es sei $V$ ein endlich-dimensionale euklidischer oder unitärer Vektorraum.
Weiter sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann lässt sich jeder Vektor Weiter sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann lässt sich jeder Vektor $\vec{v}
$\vec{v} ∈ V$ eindeutig schreiben als ∈ V$ eindeutig schreiben als
\[ \[
\vec{v} = p(\vec{v}) + r(\vec{v}), \vec{v} = p(\vec{v}) + r(\vec{v}),
\] \]
@ -169,24 +162,24 @@ erhalten einen ``Basisergänzungssatz für Orthonormalbasen''.
Der Beweis von Satz~\ref{satz:8-2-5} liefert noch eine ganze Reihe von Der Beweis von Satz~\ref{satz:8-2-5} liefert noch eine ganze Reihe von
Zusatzinformationen, die wir hier festhalten. Das allerwichtigste ist die Zusatzinformationen, die wir hier festhalten. Das allerwichtigste ist die
Einsicht, dass $p$ eine lineare Abbildung liefert, die wir als ``orthogonale Einsicht, dass $p$ eine lineare Abbildung liefert, die wir als orthogonale
Projektion'' bezeichnen. Projektion bezeichnen.
\begin{beobachtung}[Orthogonale Projektion] \begin{beobachtung}[Orthogonale Projektion]
In der Situation von Satz~\ref{satz:8-2-5} können wir die $p(\vec{v})$ wie In der Situation von Satz~\ref{satz:8-2-5} können wir die $p(\vec{v})$ wie
folgt ausrechnen. Wenn eine ONB $(\vec{u}_i)_i$ von $U$ gegeben ist, dann ist folgt ausrechnen. Wenn eine ONB $(\vec{u}_i)_i$ von $U$ gegeben ist, dann ist
\[ \[
p(\vec{v}) = \sum_i \langle \vec{v}, \vec{u}_i \rangle·\vec{u}_i p(\vec{v}) = \sum_i \langle \vec{v}, \vec{u}_i \rangle·\vec{u}_i.
\] \]
Insbesondere ist $p : V → U$ eine lineare Abbildung und es ist Insbesondere ist $p : V → U$ eine lineare Abbildung und es ist $\ker p =
$\ker p = U^\perp$. Man nennt $p$ die \emph{orthogonale Projektion auf den U^\perp$. Man nennt $p$ die \emph{orthogonale Projektion auf den Unterraum
Unterraum $U$}\index{orthogonale Projektion}. $U$}\index{orthogonale Projektion}.
\end{beobachtung} \end{beobachtung}
\begin{beobachtung}[Orthogonale Projektion minimiert Abstand zu Untervektorraum] \begin{beobachtung}[Orthogonale Projektion minimiert Abstand zu Untervektorraum]
In der Situation von Satz~\ref{satz:8-2-5} ist $p(\vec{v})$ genau derjenige In der Situation von Satz~\ref{satz:8-2-5} ist $p(\vec{v})$ genau derjenige
Punkt aus $U$, der den kleinsten Abstand zu $\vec{v}$ hat. Denn: Für Punkt aus $U$, der den kleinsten Abstand zu $\vec{v}$ hat. Denn: Für $\vec{w}
$\vec{w} ∈ U$, $\vec{w}0$ gilt mit Pythagoras die folgende Ungleichung ∈ U$, $\vec{w} ≠ 0$ gilt mit Pythagoras die folgende Ungleichung
\begin{align*} \begin{align*}
\| (p(\vec{v}) + \vec{w}) - \vec{v} \|² & = \| p(\vec{v})-\vec{v} \|² + \| \vec{w} \|² + \underbrace{\langle p(\vec{v})-\vec{v}, \vec{w} \rangle}_{=0} + \underbrace{\langle \vec{w}, p(\vec{v})-\vec{v} \rangle}_{=0} \\ \| (p(\vec{v}) + \vec{w}) - \vec{v} \|² & = \| p(\vec{v})-\vec{v} \|² + \| \vec{w} \|² + \underbrace{\langle p(\vec{v})-\vec{v}, \vec{w} \rangle}_{=0} + \underbrace{\langle \vec{w}, p(\vec{v})-\vec{v} \rangle}_{=0} \\
&\| p(\vec{v})-\vec{v} \|². &\| p(\vec{v})-\vec{v} \|².
@ -199,13 +192,13 @@ Projektion'' bezeichnen.
\subsection{Der Dualraum} \subsection{Der Dualraum}
\label{sec:dual} \label{sec:dual}
\sideremark{Vorlesung 12}Einer der beliebtesten Begriffe der Vorlesung ``Lineare \sideremark{Vorlesung 12}Einer der beliebtesten Begriffe der Vorlesung Lineare
Algebra I'' ist der des ``Dualraum''. Alle Studenten lieben das. Ich erinnere: Algebra I“ ist der des „Dualraum“. Alle Studenten lieben das. Ich erinnere:
wenn $k$ ein Körper ist und $V$ ein $k$-Vektorraum, dann ist der Dualraum $V^*$ wenn $k$ ein Körper ist und $V$ ein $k$-Vektorraum, dann ist der Dualraum $V^*$
genau der Vektorraum der linearen Abbildungen von $V$ nach $k$. In Symbolen: genau der Vektorraum der linearen Abbildungen von $V$ nach $k$. In Symbolen:
$V^* := \Hom(V,k)$. Falls $V$ endlich-dimensional ist, haben wir bewiesen, dass $V^* := \Hom(V,k)$. Falls $V$ endlich-dimensional ist, haben wir bewiesen, dass
$V$ und $V^*$ isomorph zueinander sind. Um einen konkreten Isomorphismus zu $V$ und $V^*$ isomorph zueinander sind. Um einen konkreten Isomorphismus zu
finden wählte man erst einmal eine Basis $B = \{\vec{v}_1, …, \vec{v}_n\}$ und finden, wählte man erst einmal eine Basis $B = \{\vec{v}_1, …, \vec{v}_n\}$ und
betrachtet dann die duale Basis $B^* = \{\vec{v}^{\:*}_1, …, \vec{v}^{\:*}_n\}$ betrachtet dann die duale Basis $B^* = \{\vec{v}^{\:*}_1, …, \vec{v}^{\:*}_n\}$
von $V^*$. Dabei waren die $\vec{v}^{\:*}_i : V → k$ diejenigen linearen von $V^*$. Dabei waren die $\vec{v}^{\:*}_i : V → k$ diejenigen linearen
Abbildungen, die die Gleichungen Abbildungen, die die Gleichungen
@ -228,9 +221,9 @@ war. Die zentrale Einsicht in dieser Vorlesung folgende: wenn ich auf $V$ ein
Skalarprodukt festlege, dann gibt es eine kanonische Identifikation von $V$ und Skalarprodukt festlege, dann gibt es eine kanonische Identifikation von $V$ und
$V^*$. $V^*$.
\begin{satz}\label{satz:8-3-1} \begin{satz}\label{satz:8-3-1}%
Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein endlich-dimensionaler
endlich-dimensionaler euklidischer Vektorraum. Dann ist die Abbildung euklidischer Vektorraum. Dann ist die Abbildung
\[ \[
s: V → V^*, \quad \vec{v}\langle • ,\vec{v} \rangle s: V → V^*, \quad \vec{v}\langle • ,\vec{v} \rangle
\] \]
@ -244,20 +237,20 @@ $V^*$.
\end{proof} \end{proof}
In Bemerkung~\ref{rem:8-1-4} hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang In Bemerkung~\ref{rem:8-1-4} hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang
zwischen den ``orthogonalen Unterräumen'' aus der Vorlesung ``Lineare Algebra zwischen den „orthogonalen Unterräumen“ aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“
I'' und dem ``orthogonalen Komplement'' aus Definition~\ref{def:orth} zu klären. und dem „orthogonalen Komplement“ aus Definition~\ref{def:orth} zu klären. Der
Der folgende Satz löst dieses Versprechen ein. folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
\begin{satz}[Orthogonales Komplement und orthogonale Unterräume]\label{satz:8-3-3} \begin{satz}[Orthogonales Komplement und orthogonale
Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein Unterräume]\label{satz:8-3-3} Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$
endlich-dimensionaler euklidischer Vektorraum und es sei $U ⊂ V$ ein ein endlich-dimensionaler euklidischer Vektorraum und es sei $U ⊂ V$ ein
Untervektorraum. Weiter sei $s : V → V^*$ der kanonische Isomorphismus aus Untervektorraum. Weiter sei $s : V → V^*$ der kanonische Isomorphismus aus
Satz~\ref{satz:8-3-1}. Dann gilt folgendes. Satz~\ref{satz:8-3-1}. Dann gilt Folgendes.
\begin{enumerate} \begin{enumerate}
\item\label{il:8-3-1-1} Es ist $s(U^\perp) = U⁰$. Insbesondere liefert die \item\label{il:8-3-1-1} Es ist $s(U^\perp) = U⁰$. Insbesondere liefert die
Einschränkung $s|_{U^\perp} : U^\perp → U⁰$ einen Isomorphismus zwischen Einschränkung $s|_{U^\perp} : U^\perp → U⁰$ einen Isomorphismus zwischen den
den Vektorräumen $U^\perp$ und $U⁰$ und insbesondere ist Vektorräumen $U^\perp$ und $U⁰$ und insbesondere ist $\dim U^\perp = \dim
$\dim U^\perp = \dim U⁰$ (…nämlich gleich $\dim V - \dim U$). U⁰$ (…nämlich gleich $\dim V - \dim U$).
\item\label{il:8-3-1-2} Es existiert eine Zerlegung von $V$ in eine direkte \item\label{il:8-3-1-2} Es existiert eine Zerlegung von $V$ in eine direkte
Summe $V = U ⊕ U^\perp$. Summe $V = U ⊕ U^\perp$.
@ -267,19 +260,19 @@ Der folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
\video{12-3} \video{12-3}
\end{proof} \end{proof}
\begin{kor}\label{kro:8-3-3} \begin{kor}\label{kro:8-3-3}%
In der Situation von Satz~\ref{satz:8-3-1} gilt die Gleichheit In der Situation von Satz~\ref{satz:8-3-1} gilt die Gleichheit $\bigl( U^\perp
$\bigl( U^\perp \bigr)^\perp = U$. \bigr)^\perp = U$.
\end{kor} \end{kor}
\begin{proof} \begin{proof}
Es genügt, die Inklusion $U ⊂ \bigl( U^\perp \bigr)^\perp$ zu zeigen; die Es genügt, die Inklusion $U ⊂ \bigl( U^\perp \bigr)^\perp$ zu zeigen; die
Gleichheit folgt mit Hilfe der Dimensionsformel~\ref{il:8-3-1-2} dann aus der Gleichheit folgt mithilfe der Dimensionsformel~\ref{il:8-3-1-2} dann aus der
Gleichheit der Dimensionen. Dazu verwende ich wieder meinen Textbaustein: Sei Gleichheit der Dimensionen. Dazu verwende ich wieder meinen Textbaustein: Sei
ein beliebiger Vektor $\vec{u} ∈ U$ gegeben. Die Aussage ein beliebiger Vektor $\vec{u} ∈ U$ gegeben. Die Aussage$\vec{u}\bigl(
``$\vec{u}\bigl( U^\perp \bigr)^\perp$ ist dann per Definition äquivalent U^\perp \bigr)^\perp$“ ist dann per Definition äquivalent dazu, ist zu zeigen,
dazu, ist zu zeigen, dass gilt: dass gilt:
\[ \[
s(\vec{u}, \vec{v}) = 0, \quad \text{für alle }\vec{v} ∈ U^\perp s(\vec{u}, \vec{v}) = 0, \quad \text{für alle }\vec{v} ∈ U^\perp.
\] \]
Das ist aber klar nach Definition von $U^\perp$. Das ist aber klar nach Definition von $U^\perp$.
\end{proof} \end{proof}
@ -293,15 +286,14 @@ Der folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
\subsubsection{Unitäre Vektorräume} \subsubsection{Unitäre Vektorräume}
Die Aussage von Satz~\ref{satz:8-3-1} gilt in leicht abgewandelter Form auch für Die Aussage von Satz~\ref{satz:8-3-1} gilt in leicht abgewandelter Form auch für
den Fall von unitären Vektorräumen. Falls den Fall von unitären Vektorräumen. Falls $\bigl(V, \langle •, • \rangle
$\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein endlich-dimensionaler \bigr)$ ein endlich-dimensionaler unitärer Vektorraum ist, dann ist die
unitärer Vektorraum ist, dann ist die Abbildung $s$ bijektiv und Abbildung $s$ bijektiv und \emph{semi-linear}\index{semi-lineare Abbildung}.
\emph{semi-linear}\index{semi-lineare Abbildung}. Dabei bedeutet Dabei bedeutet „semi-linear“, dass für alle Vektoren $\vec{x}$ und $\vec{y} ∈ V$
``semi-linear'', dass für alle Vektoren $\vec{x}$ und $\vec{y} ∈ V$ und alle und alle Skalare $λ ∈ $ die Gleichungen
Skalare $λ ∈ $ die Gleichungen
\[ \[
f(\vec{x}+\vec{y}) = f(\vec{x}) + f(\vec{y}) \quad\text{und}\quad f(\vec{x}+\vec{y}) = f(\vec{x}) + f(\vec{y}) \quad\text{und}\quad
f(λ·\vec{x}) = \overline{λ}·f(\vec{x}). f(λ·\vec{x}) = \overline{λ}·f(\vec{x})
\] \]
gelten. gelten.
@ -326,17 +318,16 @@ gelten.
\subsection{Quotientenräume} \subsection{Quotientenräume}
Wir hatten in letzten Abschnitt das orthogonale Komplement eines Wir hatten in letzten Abschnitt das orthogonale Komplement eines
Untervektorraumes $U ⊂ V$ in kanonischer Weise mit dem Raum $U⁰$ Untervektorraumes $U ⊂ V$ in kanonischer Weise mit dem Raum $U⁰$ identifiziert,
identifiziert, der uns aus der Vorlesung ``Lineare Algebra I'' vertraut war. Es der uns aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“ vertraut war. Es gibt noch eine
gibt noch eine andere kanonische Identifikation des orthogonale Komplements mit andere kanonische Identifikation des orthogonalen Komplements mit einem
einem bekannten Vektorraum. bekannten Vektorraum.
\begin{satz}\label{satz:8-3-6} \begin{satz}\label{satz:8-3-6}%
Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein Es sei $\bigl(V, \langle •, • \rangle \bigr)$ ein endlich-dimensionaler
endlich-dimensionaler euklidischer Vektorraum und es sei $U ⊂ V$ ein euklidischer Vektorraum und es sei $U ⊂ V$ ein Untervektorraum. Dann gibt es
Untervektorraum. Dann gibt es einen kanonischen Isomorphismus zwischen dem einen kanonischen Isomorphismus zwischen dem Vektorraumquotienten
Vektorraumquotienten $\factor{V}{U}$ und dem orthogonalen Komplement $\factor{V}{U}$ und dem orthogonalen Komplement $U^\perp$.
$U^\perp$.
\end{satz} \end{satz}
\begin{proof} \begin{proof}
\video{12-4} \video{12-4}
@ -355,34 +346,33 @@ einem bekannten Vektorraum.
Wir betrachten in diesem Abschnitt Abbildungen von euklidischen Vektorräumen und Wir betrachten in diesem Abschnitt Abbildungen von euklidischen Vektorräumen und
schauen, wie sich die kanonischen Identifikationen aus dem letzten Abschnitt schauen, wie sich die kanonischen Identifikationen aus dem letzten Abschnitt
unter Abbildungen verhalten --- das wird später noch sehr wichtig werden, wenn unter Abbildungen verhalten --- das wird später noch sehr wichtig werden, wenn
wir ``selbstadjungierte Abbildungen'' diskutieren. Zuallererst legen wir die wir „selbstadjungierte Abbildungen“ diskutieren. Zuallererst legen wir die
Situation fest, die wir in diesem Abschnitt genau betrachten. Situation fest, die wir in diesem Abschnitt genau betrachten.
\begin{situation}[Mehrere euklidische Vektorräume]\label{sit:8-5-1} \begin{situation}[Mehrere euklidische Vektorräume]\label{sit:8-5-1}%
Es seien $\bigl(V, \langle •, • \rangle_V \bigr)$ und Es seien $\bigl(V, \langle •, • \rangle_V \bigr)$ und $\bigl(W, \langle •, •
$\bigl(W, \langle •, • \rangle_W \bigr)$ zwei endlich-dimensional \rangle_W \bigr)$ zwei endlich-dimensional euklidische Vektorräume. Die
euklidische Vektorräume. Die kanonischen Identifikationen der Räume mit ihren kanonischen Identifikationen der Räume mit ihren Dualräumen bezeichnen wir mit
Dualräumen bezeichnen wir mit
\[ \[
s_V: V → V^* \quad\text{und}\quad s_W: W → W^*. s_V: V → V^* \quad\text{und}\quad s_W: W → W^*.
\] \]
\end{situation} \end{situation}
\begin{erinnerung} \begin{erinnerung}
Zu jeder linearen Abbildung $f: V → W$ haben wir in der Vorlesung ``Lineare Zu jeder linearen Abbildung $f: V → W$ haben wir in der Vorlesung Lineare
Algebra I'' eine ``Rückzugsabbildung'' zwischen den Dualräumen definiert, nämlich Algebra I“ eine „Rückzugsabbildung“ zwischen den Dualräumen definiert, nämlich
\[ \[
f^* : W^* → V^*, \quad φ ↦ φ◦f. f^* : W^* → V^*, \quad φ ↦ φ◦f.
\] \]
\end{erinnerung} \end{erinnerung}
\begin{beobachtung}[Kanonische Identifikationen und Rückzugsabbildung]\label{beob:8-5-3} \begin{beobachtung}[Kanonische Identifikationen und Rückzugsabbildung]\label{beob:8-5-3}%
In Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$ gegeben. In Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$ gegeben.
Betrachte das folgende Diagramm: Betrachte das folgende Diagramm:
\begin{equation}\label{eq:8-5-3-1} \begin{equation}\label{eq:8-5-3-1}
\begin{tikzcd}[column sep=3cm] \begin{tikzcd}[column sep=3cm]
V \arrow[r, "f"] \arrow[d, "s_V\text{, isomorph}"'] & W \arrow[d, "s_W\text{, isomorph}"]\\ V \arrow[r, "f"] \arrow[d, "s_V\text{, isomorph}"'] & W \arrow[d, "s_W\text{, isomorph}"]\\
V^* & W^* \arrow[l, "f^*\text{, Rückzugsabbildung}"] V^* & W^*. \arrow[l, "f^*\text{, Rückzugsabbildung}"]
\end{tikzcd} \end{tikzcd}
\end{equation} \end{equation}
Beim Betrachten des Diagramms~\eqref{eq:8-5-3-1} fällt auf, dass die Beim Betrachten des Diagramms~\eqref{eq:8-5-3-1} fällt auf, dass die
@ -390,26 +380,26 @@ Situation fest, die wir in diesem Abschnitt genau betrachten.
Abbildungen $f$ und $f^*$ hängen nicht von der Wahl der Skalarprodukte ab. Abbildungen $f$ und $f^*$ hängen nicht von der Wahl der Skalarprodukte ab.
Daher können wir im Allgemeinen \emph{nicht} erwarten, dass das Daher können wir im Allgemeinen \emph{nicht} erwarten, dass das
Diagramm~\eqref{eq:8-5-3-1} kommutiert. Mit anderen Worten, wir können im Diagramm~\eqref{eq:8-5-3-1} kommutiert. Mit anderen Worten, wir können im
Allgemeinen \emph{nicht} erwarten, dass die Abbildungen $s_V$ und Allgemeinen \emph{nicht} erwarten, dass die Abbildungen $s_V$ und $f^*◦ s_W ◦
$f^*◦ s_W ◦ f$ besteht. Wir interessieren uns aber für Bedingungen, f$ besteht. Wir interessieren uns aber für Bedingungen, die Gleichheit der
die Gleichheit der Abbildungen sicherstellen! Dazu beobachten wir, dass die Abbildungen sicherstellen! Dazu beobachten wir, dass die Abbildungen $s_V$
Abbildungen $s_V$ und $f^*◦ s_W ◦ f$ gleich sind, falls für alle und $f^*◦ s_W ◦ f$ gleich sind, falls für alle $\vec{v} ∈ V$ die folgende
$\vec{v} ∈ V$ die folgende Gleichheit von Elementen im Dualraum $V^*$ gilt, Gleichheit von Elementen im Dualraum $V^*$ gilt,
\begin{equation}\label{eq:8-5-3-2} \begin{equation}\label{eq:8-5-3-2}
s_V(\vec{v}) = \bigl(f^*◦ s_W ◦ f\bigr)(\vec{v}) s_V(\vec{v}) = \bigl(f^*◦ s_W ◦ f\bigr)(\vec{v}).
\end{equation} \end{equation}
Das lässt sich expliziter hinschreiben, indem ich die Definitionen von $s_V$, Das lässt sich explizit hinschreiben, indem ich die Definitionen von $s_V$,
$s_W$ und $f^*$ einsetze. Dann erhalte ich: die Abbildungen $s_V$ und $s_W$ und $f^*$ einsetze. Dann erhalte ich: Die Abbildungen $s_V$ und $f^*
$f^*◦ s_W ◦ f$ sind gleich, falls für alle $\vec{v} ∈ V$ die s_W ◦ f$ sind gleich, falls für alle $\vec{v} ∈ V$ die folgende Gleichheit von
folgende Gleichheit von Elementen im Dualraum $V^*$ gilt, Elementen im Dualraum $V^*$ gilt,
\begin{align*} \begin{align*}
\langle •, \vec{v} \rangle_V % \langle •, \vec{v} \rangle_V %
= f^* ◦ \bigl\langle •, f(\vec{v}) \bigr\rangle_W % = f^* ◦ \bigl\langle •, f(\vec{v}) \bigr\rangle_W %
= \bigl\langle f(•), f(\vec{v}) \bigr\rangle_W. = \bigl\langle f(•), f(\vec{v}) \bigr\rangle_W.
\end{align*} \end{align*}
Das lässt sich noch einfacher formulieren: die Abbildungen $s_V$ und Das lässt sich noch einfacher formulieren: Die Abbildungen $s_V$ und $f^*◦ s_W
$f^*◦ s_W ◦ f$ sind gleich, falls für alle ◦ f$ sind gleich, falls für alle $\vec{v}_1, \vec{v}_2 ∈ V$ die folgende
$\vec{v}_1, \vec{v}_2 ∈ V$ die folgende Gleichheit von Skalaren gilt, Gleichheit von Skalaren gilt,
\begin{align*} \begin{align*}
\langle \vec{v}_1, \vec{v}_2 \rangle_V % \langle \vec{v}_1, \vec{v}_2 \rangle_V %
= \bigl\langle f(\vec{v}_1), f(\vec{v}_2) \bigr\rangle_W. = \bigl\langle f(\vec{v}_1), f(\vec{v}_2) \bigr\rangle_W.
@ -431,9 +421,9 @@ Die folgende Definition hilft, Beobachtung~\ref{beob:8-5-3} zu formalisieren.
wird mit dem Symbol $f^{\ad}$ bezeichnet. wird mit dem Symbol $f^{\ad}$ bezeichnet.
\end{defn} \end{defn}
\begin{satz}[Einfache Eigenschaften der adjungierten Abbildung]\label{satz:8-4-5} \begin{satz}[Einfache Eigenschaften der adjungierten Abbildung]\label{satz:8-4-5}%
In Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$ gegeben. In Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$ gegeben.
Dann gilt folgendes. Dann gilt Folgendes.
\begin{enumerate} \begin{enumerate}
\item Die Abbildung $f^{\ad} : W → V$ ist linear. \item Die Abbildung $f^{\ad} : W → V$ ist linear.
@ -449,7 +439,7 @@ Die folgende Definition hilft, Beobachtung~\ref{beob:8-5-3} zu formalisieren.
\sideremark{Vorlesung 13}\video{13-1} \sideremark{Vorlesung 13}\video{13-1}
\end{proof} \end{proof}
\begin{prop}\label{prop:8-4-6} \begin{prop}\label{prop:8-4-6}%
In der Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$ In der Situation~\ref{sit:8-5-1} sei eine lineare Abbildung $f: V → W$
gegeben. Dann ist $f^{\ad} : W → V$ die einzige lineare Abbildung $W → V$, gegeben. Dann ist $f^{\ad} : W → V$ die einzige lineare Abbildung $W → V$,
die Eigenschaft~\ref{il:8-5-4-2} erfüllt. die Eigenschaft~\ref{il:8-5-4-2} erfüllt.
@ -473,7 +463,7 @@ Die Aussagen dieses Abschnittes gelten in leicht abgewandelter Form auch für
unitäre Vektorräume. unitäre Vektorräume.
\begin{aufgabe}[Adjungierte Abbildung für unitäre Vektorräume] \begin{aufgabe}[Adjungierte Abbildung für unitäre Vektorräume]
Finden sie heraus, welche Aussagen genau gelten und schreiben Sie Finden Sie heraus, welche Aussagen genau gelten und schreiben Sie
schulbuchmäßige Beweise dieser Aussagen auf. schulbuchmäßige Beweise dieser Aussagen auf.
\end{aufgabe} \end{aufgabe}