Vektorräume und Unterräume beweisen

Hallo ich hab hier golgende Aufgabe:

Sei\ M=\begin{Bmatrix}\begin{pmatrix} 0 & a & b \ -a & 0 & c \ -b & -c & 0 \end{pmatrix} |:a,b,c\in\mathbb{R}\end{Bmatrix}\subseteq M_{33}(\mathbb{R}).

Beweisen Sie, dass M ein Unterraum von
M_{33}(\mathbb{R})
ist.

Dazu muss ich zeigen das:

1.
M\subseteq M_{33}(\mathbb{R})

2.
M\neq\emptyset

3.
M_1 + M_2 \in M

4.
\lambda \cdot M_1 \in M

Meine Lösung:

Zu 1:
Da a,b,c reelle Zahlen sein sollen ist es offensichtlich das
M\subseteq M_{33}(\mathbb{R})
gilt.

Zu 2:

Wegen \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \ 0 & 0 & 0 \ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \in M \ ist \ M\neq\emptyset

Zu 3:

M_1+M_2=\begin{pmatrix} 0 & a_1 & b_1 \ -a_1 & 0 & c_1 \ -b_1 & -c_1 & 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 0 & a_2 & b_2 \ -a_2 & 0 & c_2 \ -b_2 & -c_2 & 0 \end{pmatrix}

= \begin{pmatrix} 0+0 & a_1+a_2 & b_1+b_2 \ -a_1-a_2 & 0+0 & c_1+c_2 \ -b_1-b_2 & -c_1-c_2 & 0+0 \end{pmatrix} \in M

Zu 4:

\lambda M_1=\lambda\begin{pmatrix} 0 & a_1 & b_1 \ -a_1 & 0 & c_1 \ -b_1 & -c_1 & 0 \end{pmatrix}
= \begin{pmatrix} \lambda 0 & \lambda a_1 & \lambda b_1 \ \lambda -a_1 & \lambda 0 & \lambda c_1 \ \lambda -b_1 & \lambda -c_1 & \lambda 0 \end{pmatrix} \in M

Da ich solche Beispiele noch nie gemacht habe frage ich mich ob das so stimmt und ausreicht oder ob man noch was verbessern könnte.
Danke schonmal für eure Hilfe

Hallo Tux86,

das ist so weit richtig, allerdings solltest du bei 3 und 4 begründen, warum die Matrizen in M enthalten sind. Etwa dadurch, dass, wenn a_1 und a_2 reelle Zahlen sind, auch a_1 + a_2 wegen der Körpereigenschaften eine reelle Zahl ist; also dass die Koordinaten von M_1 + M_2 bzw. lambda M alle Bedingungen von M erfüllen.
Das scheint offensichtlich, allerdings zielen solche Aufgaben darauf ab, dass man das Offensichtliche mathematisch beweist und nicht für selbstverständlich nimmt :wink:

Liebe Grüße!

Danke für die schnelle Antwort.

Hallo!
Es tut mir leid, aber ich kann dir da leider nicht helfen. Ich habe das noch nie gemacht.
Ich wünsche dir viel Glück! :smile:

ich finde Deine Lösung ok. Allenfalls hätte ich der Deutlichkeit wegen am Ende noch eine Matrix mit Nullen(ohne den Faktor Lambda)angefügt.
Gruß von Max

Hallo Tux

Zuerst sei gesagt, dass ich mich mit Vektorräumen nicht allzu gut auskenne. Deine Argumentation scheint jedoch sehr plausibel. Ich sehe darin keinen Fehler.
Lediglich bei Punkt 4 sehe ich etwas, das mir nach Flüchtigkeitsfehler aussieht. Du hasst geschrieben:

Zu 4:

\lambda M_1=\lambda\begin{pmatrix} 0 & a_1 & b_1 \ -a_1 & 0 &
c_1 \ -b_1 & -c_1 & 0 \end{pmatrix}
= \begin{pmatrix} \lambda 0 & \lambda a_1 & \lambda b_1 \
\lambda -a_1 & \lambda 0 & \lambda c_1 \ \lambda -b_1 &
\lambda -c_1 & \lambda 0 \end{pmatrix} \in M

In der ersten Spalte, Zeilen 2 und 3, und in der 2. Spalte, Zeile 3 hast du nun jedoch eine Subtraktion „Lambda minus a1“ etc. Es sollte „minus Lamba mal a1“ sein, eine Multiplikation, da Lambda ja ein Faktor ist.

Vielen Dank

ich finde Deine Lösung ok. Allenfalls hätte ich der
Deutlichkeit wegen am Ende noch eine Matrix mit Nullen(ohne
den Faktor Lambda)angefügt.
Gruß von Max

Danke sehr

Hallo,

Punkt 2. scheint mir falsch, bzw. zumindest falsch geschrieben zu sein.

M=0 ergibt fuer mich keinen Sinn. 0 Element aus M dagegen sieht richtig aus.

Der Rest sollte ok sein.

Viele Gruesse,
Walkuerax

Hallo.

Aus meiner Sicht sieht dies eigentlich alles ganz gut aus - allenfalls den vierten Punkt könnte man möglicherweise noch genauer aufschlüsseln, warum das Produkt mit einem Skalar in der Menge verbleibt.

Ansonsten sehe ich auf Anhieb keinen Fehler.

Viele Grüsse.

Vielen Dank