Äquivalenz von Aussagen zu orthogonalen Projektion

Erste Frage Aufrufe: 553     Aktiv: 24.06.2020 um 13:32

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ich habe Probleme damit, zu beweisen, dass die folgenden 4 Sätze äquivalent sind. Ich bin da gerade irgendwie planlos, also wäre ich für jegliche Tipps/Ideen bezüglich der Beweise dankbar.

Es seien V ein euklidischer Vektorraum, U ⊆ V ein Untervektorraum und π: V → U eine surjektive lineare Abbildung mit π ◦ π = π. Zeigen Sie, dass die folgenden Aussagen äquivalent sind:
(i)  \( \pi ( U^{\perp} ) = 0 \), d.h. π ist die orthogonale Projektion auf U.

(ii) Für alle x,y∈V gilt ∥π(x)−π(y)∥ ≤ ∥x−y∥.

(iii) Für alle x ∈ V gilt ∥π(x)∥ ≤ ∥x∥.

(iv) Für alle x, y ∈ V gilt ⟨π(x), y⟩ = ⟨x, π(y)⟩. 

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Student, Punkte: 10

 
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Das ii und iii beweist du einfach mit der Dreiecksungleichung. Siehe dir dazu vielleicht mal ein paar videos an aber ich denke du wirst sie bereits kennen.

Dann würde mich ebenfalls interessieren ob die Abbildung auch bijektiv ist ? Also surjektiv und injektiv. Gibt es dazu nähere Angaben in der Aufgabenstellung?

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Student, Punkte: 120

 

In der Aufgabe gibt es dazu nichts näheres, aber ich würde sagen, dass sie im Allgemeinen nicht negativ ist, da der Kern ja \( U^{\perp} \) ist und dieser ja nicht unbedingt leer ist.   ─   abc1234 24.06.2020 um 10:26

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