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Zeilenrang gleich Spaltenrang

 
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Wolf
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Anmeldungsdatum: 23.08.2004
Beiträge: 16610
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Beitrag(#753506) Verfasst am: 23.06.2007, 16:49    Titel: Zeilenrang gleich Spaltenrang Antworten mit Zitat

Ich habe meine Schwierigkeiten mit dem Beweis dieses Satzes.
Ich versuche zuzeigen, dass das Streichen von redundanten[=linear überflüssiger] Spalten den Zeilenrang nicht ändert. Leider bleibt es stets beim Versuch.
Der winzige Rest des Beweises gelingt mir.
Zwar gibt es im Internet Beweise zu hauf, aber entweder funktionieren sie scheinbar noch umständlicher oder ich verstehe exakt den Punkt mit dem Streichen nicht.

Jänich gibt in seinem Buch an das Zeilenrang gleich Spaltenrang aus Korallar aus dem "Rangsatz"[A,B aus (n,m,K) A äquivalent zu B<=> rgA=rgB// A äquivalent zu B<=> A=CBD; C aus GL(n,K); D aus GL(m,K) bzw. Jänich gibt es mit einem kommutativen Diagramm an, sollte aber aufs selbe hinauslaufen ]
Leider überlässt er diese Folgerung als Übung für den Leser.
Ich habe keine Schimmer woher er die Folgerung nimmt, da A äquivalent zu A^t ja nur für quadratische Matrizen gelten kann oder etwa nicht?
Ich bin doof! *heul*
_________________
Trish:(
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Argáiþ
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Anmeldungsdatum: 27.01.2007
Beiträge: 12486

Beitrag(#753513) Verfasst am: 23.06.2007, 17:10    Titel: Antworten mit Zitat

Du musst einfach zeigen, dass in einer Matrix Spaltenrang und Zeilenrang stets gleich sind? Der ändert sich durch elementare Umformungen nicht. Der Rang, bzw die Dimension des Spaltenraums zB enstpricht doch der maximalen Anzahl linear unabhängiger Spaltenvektoren. Wenn du redundante Spaltenvektoren streichst, ändert sich die Dimension nicht, das muss wegen der Äquivalenz von Zeilen- und Spaltenrang dann auch für den Zeilenrang gelten. Gausserfahren würde ich sagen.
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Argáiþ
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Anmeldungsdatum: 27.01.2007
Beiträge: 12486

Beitrag(#753518) Verfasst am: 23.06.2007, 17:21    Titel: Antworten mit Zitat

Satz 5.3

http://www.mi.informatik.uni-frankfurt.de/teaching/lecture_notes/schnorr.lineareAlgebra.pdf
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Wolf
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Beitrag(#753733) Verfasst am: 23.06.2007, 23:24    Titel: Antworten mit Zitat

Semnon hat folgendes geschrieben:
Du musst einfach zeigen, dass in einer Matrix Spaltenrang und Zeilenrang stets gleich sind? Der ändert sich durch elementare Umformungen nicht. Der Rang, bzw die Dimension des Spaltenraums zB enstpricht doch der maximalen Anzahl linear unabhängiger Spaltenvektoren. Wenn du redundante Spaltenvektoren streichst, ändert sich die Dimension nicht, das muss wegen der Äquivalenz von Zeilen- und Spaltenrang dann auch für den Zeilenrang gelten.

Das ist der Punkt den ich zu zeigen versuchte. Das Streichen redudanter Spalten den Zeilenrang nicht ändert.
Danke für den Beweis mit den Gaussverfahren, den werde ich morgen studieren, er enthält ein paar unbekannt Begriffe.. (Ist eine Permutationsmatrize (mxm) eine gewöhnlich reguläre Matrix oder steckt da mehr dahinter?)
Die Beweisidee die ich verfolge:
Sei A eine nxm Matrix.
a1:=(a11,a21,...an1)=erste Spalte
bj:=(aj1 aj2,...ajm)=j-te Zeile
cj:=(aj2,aj3,...ajm)
OBdA sei a1 redudant (das Streichen der ersten Spalten ändert den Spaltenrang nicht)
zz.:der Zeilenrang ändert sich nicht durch weglassen der redudanten Spalte.
zz. Summe( Landa mal bj)=0 <=>Summe(Landa mal cj)=0
=>ist klar, denke ich.
<= gelingt mir nicht zu zeigen.
Nachdem dies gezeigt ist gilt analoges für redudanten Zeilen.
ObdA enthält A aus (n,m) keine redudanten Zeilen und Spalten
Spaltenrang=Spaltenanzahl=m kleiner n(da dim BildA kleiner gleich n ist)
Zeilenrang=Zeilenanzahl=n kleiner m (da dimBildA^t kleiner gleich m ist)
Es folgt m=n und Zeilenrang gleich Spaltenrang.
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Trish:(
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Wolf
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Beiträge: 16610
Wohnort: Zuhause

Beitrag(#753762) Verfasst am: 23.06.2007, 23:45    Titel: Antworten mit Zitat

Wolf hat folgendes geschrieben:
=>ist klar, denke ich.

Nein nicht mehr so sehr.
_________________
Trish:(
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Argáiþ
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Anmeldungsdatum: 27.01.2007
Beiträge: 12486

Beitrag(#753797) Verfasst am: 24.06.2007, 00:33    Titel: Antworten mit Zitat

Die Permutationsmatrix soll einfach eine beliebige komponentenweise Umordung der Zeilen-, bzw Spaltenvektoren darstellen. (Permutation=Vertauschung). Ich kann deinen Beweisansatz gerade nicht zu was Sinnvollem führen, sorry. Ich bin in Algebra zu lange nicht mehr drin. Vielleicht später.
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step
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Anmeldungsdatum: 17.07.2003
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Beitrag(#753849) Verfasst am: 24.06.2007, 09:26    Titel: Antworten mit Zitat

Versuchs mal mit diesem Beweis, der ist einfacher:

http://www.grundstudium.info/linearealgebra/lineare_algebra_grundlagennode81.php
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Was ist der Sinn des Lebens? - Keiner, aber Leere ist Fülle für den, der sie sieht.
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Wolf
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Beitrag(#753865) Verfasst am: 24.06.2007, 10:30    Titel: Antworten mit Zitat

step hat folgendes geschrieben:
Versuchs mal mit diesem Beweis, der ist einfacher:

http://www.grundstudium.info/linearealgebra/lineare_algebra_grundlagennode81.php

Jetzt hab ichs.
Danke für die Mühen.
Und ist bei der Definition von Sr nicht ein Fehler passiert? Müsste es nicht (br1....brn) anstatt (bm1,,,bmn) heißen?
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Trish:(


Zuletzt bearbeitet von Wolf am 24.06.2007, 10:38, insgesamt 2-mal bearbeitet
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Mario Hahna
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Beitrag(#753867) Verfasst am: 24.06.2007, 10:34    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Beileid.
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step
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Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
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Beitrag(#753878) Verfasst am: 24.06.2007, 11:30    Titel: Antworten mit Zitat

Wolf hat folgendes geschrieben:
Und ist bei der Definition von Sr nicht ein Fehler passiert? Müsste es nicht (br1....brn) anstatt (bm1,,,bmn) heißen?

Yep, das ist in der Tat falsch.
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