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Kurs:Lineare Algebra/Teil II/9/Klausur/latex

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%Daten zur Institution

%\input{Dozentdaten}

%\renewcommand{\fachbereich}{Fachbereich}

%\renewcommand{\dozent}{Prof. Dr. . }

%Klausurdaten

\renewcommand{\klausurgebiet}{ }

\renewcommand{\klausurtyp}{ }

\renewcommand{\klausurdatum}{ . 20}

\klausurvorspann {\fachbereich} {\klausurdatum} {\dozent} {\klausurgebiet} {\klausurtyp}

%Daten für folgende Punktetabelle


\renewcommand{\aeins}{ 3 }

\renewcommand{\azwei}{ 3 }

\renewcommand{\adrei}{ 5 }

\renewcommand{\avier}{ 5 }

\renewcommand{\afuenf}{ 4 }

\renewcommand{\asechs}{ 2 }

\renewcommand{\asieben}{ 3 }

\renewcommand{\aacht}{ 3 }

\renewcommand{\aneun}{ 4 }

\renewcommand{\azehn}{ 3 }

\renewcommand{\aelf}{ 3 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 2 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 6 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 3 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 2 }

\renewcommand{\asechzehn}{ 8 }

\renewcommand{\asiebzehn}{ 59 }

\renewcommand{\aachtzehn}{ }

\renewcommand{\aneunzehn}{ }

\renewcommand{\azwanzig}{ }

\renewcommand{\aeinundzwanzig}{ }

\renewcommand{\azweiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\adreiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\avierundzwanzig}{ }

\renewcommand{\afuenfundzwanzig}{ }

\renewcommand{\asechsundzwanzig}{ }

\punktetabellesechzehn

\klausurnote

\newpage


\setcounter{section}{K}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Definiere die folgenden \zusatzklammer {kursiv gedruckten} {} {} Begriffe. \aufzaehlungsechs{Das \stichwort {Kreuzprodukt} {} zu zwei Vektoren
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ x,y }
{ \in }{ K^3 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}{Die \stichwort {Hypotenuse} {} in einem rechtwinkligen Dreieck.

}{Die \stichwort {positive Definitheit} {} einer symmetrischen Bilinearform auf einem reellen Vektorraum $V$.

}{Die \stichwort {Ordnung} {} eines Elementes
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ g }
{ \in }{ G }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} in einer \definitionsverweis {Gruppe}{}{} $G$.

}{Eine \stichwort {beschränkte} {} Teilmenge
\mathl{T \subseteq M}{} in einem metrischen Raum $(M,d)$.

}{Das \stichwort {Tensorprodukt} {} zu einer Familie von $K$-\definitionsverweis {Vektorräumen}{}{}
\mathl{V_1 , \ldots , V_n}{.} }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungdrei{Die \stichwort {Abschätzung von Cauchy-Schwarz} {} \zusatzklammer {oder \stichwort {Ungleichung von Cauchy-Schwarz} {}} {} {.}}{Das \stichwort {Injektivitätskriterium} {} für einen Gruppenhomomorphismus \maabbdisp {\varphi} {G} {H } {.}}{Der Satz über Tensorprodukte von Dualräumen.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Beweise die \stichwort {Cauchy-Schwarzsche Abschätzung} {.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Es sei $V$ ein \definitionsverweis {euklidischer Vektorraum}{}{} der \definitionsverweis {Dimension}{}{} $n$. Zeige, dass eine Vektorfamilie
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ u_1 , \ldots , u_n }
{ \in }{ V }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} genau dann eine \definitionsverweis {Orthonormalbasis}{}{} von $V$ ist, wenn die zugehörige \definitionsverweis {lineare Abbildung}{}{} \maabbeledisp {} {\R^n} {V } {e_i} {u_i } {,} eine \definitionsverweis {Isometrie}{}{} zwischen \mathkor {} {\R^n} {und} {V} {} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{4}
{

Bestimme den Abstand zwischen dem Punkt
\mathl{\begin{pmatrix} 4 \\-9 \end{pmatrix}}{} und der durch
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{6x-7y }
{ =} {5 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gegebenen Geraden und den Lotfußpunkt des Punktes auf der Geraden.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Beweise elementargeometrisch den \stichwort {Sinussatz} {,} also die Aussage, dass in einem \definitionsverweis {nichtausgearteten Dreieck}{}{} die Gleichheiten
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ { \frac{ a }{ \sin \alpha } } }
{ =} { { \frac{ b }{ \sin \beta } } }
{ =} { { \frac{ c }{ \sin \gamma } } }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gelten, wobei
\mathl{a,b,c}{} die Seitenlängen gegenüber den Ecken mit den Winkeln
\mathl{\alpha, \beta, \gamma}{} sind.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme die Schnittpunkte des Einheitskreises mit der Standardparabel.

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Was versteht man in der Mathematik unter \stichwort {Klassifikation} {?} Welche Ergebnisse aus der linearen Algebra kann man als Klassifikationsergebnisse auffassen?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise den Satz über das Verhalten der Gramschen Matrizen zu einer Bilinearform bei einem Basiswechsel.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Es sei
\mathl{X^2+(3-2 { \mathrm i})X- 6{ \mathrm i}}{} das \definitionsverweis {charakteristische Polynom}{}{} eines \definitionsverweis {normalen Endomorphismus}{}{} \maabb {\varphi} {{\mathbb C}^2} {{\mathbb C}^2 } {.} Bestimme das charakteristische Polynom des \definitionsverweis {adjungierten Endomorphismus}{}{} $\hat{ \varphi }$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Zeige, dass im \definitionsverweis {Polynomring}{}{}
\mathl{K[X,Y]}{} über einem Körper $K$ das \definitionsverweis {Ideal}{}{}
\mathl{(X,Y)}{} kein \definitionsverweis {Hauptideal}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{2}
{

Es sei ein eindimensionaler Untervektorraum
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{U }
{ \subseteq }{\R^2 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} gegeben. Skizziere die \definitionsverweis {Äquivalenzklassen}{}{} zur zugehörigen \definitionsverweis {Äquivalenzrelation}{}{} und erläutere darin das Problem der Wohldefiniertheit der Addition auf der Quotientenmenge $\R^2/U$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{6}
{

Beweise den Homomorphiesatz für Gruppen.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3 (2+1)}
{

Wir betrachten im $\R^3$ die drei Vektoren
\mathdisp {\begin{pmatrix} 1 \\2\\ 3 \end{pmatrix} ,\, \begin{pmatrix} 0 \\2\\ -2 \end{pmatrix} ,\, \begin{pmatrix} x \\5\\ 7 \end{pmatrix}} { . }

a) Wie muss man $x$ wählen, damit diese drei Vektoren die Standardorientierung des $\R^3$ repräsentieren?

b) Wie muss man $x$ wählen, damit diese drei Vektoren die der Standardorientierung entgegengesetzte Orientierung repräsentieren?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Es seien
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{S }
{ \subseteq} {T }
{ \subseteq} { \R^3 }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} Teilmengen mit den zugehörigen \definitionsverweis {eigentlichen Symmetriegruppen}{}{} \mathkor {} {H} {und} {G} {.} Zeige, dass es im Allgemeinen keine Inklusionsbeziehung zwischen diesen Gruppen gibt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{8 (3+2+3)}
{

Auf den Eckpunkten eines Würfels leben Flöhe. Innerhalb einer Zeiteinheit springt ein Floh mit der Wahrscheinlichkeit ${ \frac{ 1 }{ 5 } }$ zu einem der benachbarten \zusatzklammer {durch eine Würfelkante verbundenen} {} {} Eckpunkte und bleibt ansonsten an seinem Eckpunkt sitzen. \aufzaehlungdrei{Erstelle die stochastische Matrix, die diesen Vorgang beschreibt. }{Bestimme die Eigenverteilung dieses Vorgangs. }{Mit welcher Wahrscheinlichkeit befindet sich ein Floh nach drei Zeiteinheiten im gegenüberliegenden Eckpunkt seines Ausgangseckpunktes? }

}
{} {}