Update Vorlesung LAAG.tex

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\section{Lineare Abbildungen}
Sei $K$ ein Körper.
\subsection{Matrizen}
\begin{framed}
\textbf{Definition Matrix:} Seien $m,n \in \mathbb N_0$. Eine $m\times n$-Matrix über $K$ ist ein rechteckiges
Schema:
\begin{center}
$\begin{pmatrix}
a_{11} & ... & a_{1n}\\
... & & ...\\
a_{m1} & ... & a_{mn}\\
\end{pmatrix}$
\end{center}
Man schreibt dies auch als $A=(a_{ij})_{i=1,...,n \newline j=1,...,m}$ oder $A=(a_{ij})_{i,j}$, wenn $m$ und $n$
aus dem Kontext hervorgehen. Die $a_{ij}$ heißen die Koeffizienten der Matrix $A$ und wir definieren $A_{i,j}=
a_{ij}$. Die Menge der $m\times n$-Matrizen über $K$ wird mit $Mat_{m\times n}(K)$ oder $K^{m\times n}$
bezeichnet. Man nennt das Paar $(m,n)$ auch den Typ von $A$. Ist $m=n$, so spricht man von quadratischen
Matrizen und schreibt $Mat_n(K)$. Zu einer Matrix $A=(a_ij) \in Mat_{m\times n}(K)$ definiert man die zu $A$
transponierte Matrix $A^t := (a_ij)_{j,i} \in Mat_{n\times m}(K)$.
\end{framed}
\textbf{Beispiele:}
\begin{compactitem}
\item Die Nullmatrix ist $0=(0)_{i,j} \in Mat_{m\times n}(K)$.
\item Für $k,l \in \{1,...,n\}$ ist die $(k,l)$-Basismatrix gegeben durch $E_{kl}=(\delta_{jk}\delta_{jl})\in
Mat_{m\times n}(K)$.
\item Die Einheitsmatrix ist $1_n=(\delta_{ii})\in Mat_n(K)$.
\item Für $a_i,...,a_n \in K$ definiert man eine Diagonalmatrix $diag(a_1,...,a_n)=(\delta_{ij}\cdot a_i)$
\item Für eine Permutation $\sigma\in S_n$ definiert man die Permutationsmatrix $P_\sigma := (\delta_{\sigma
(i),j})$
\item Für $a_1,...,a_n$ definiert man einen Zeilenvektor $(a_1,...,a_n)\in Mat_{1\times n}(K)$ bzw. einen
Spaltenvektor $(a_1,...,a_n)^t$.
\end{compactitem}
\begin{framed}
\textbf{Definition Addition und Skalarmultiplikation:} Seien $A=(a_{ij})$ und $B=(b_{ij})$ desselben Typs und
$\lambda \in K$. Man definiert auf $Mat_{m\times n}(K)$ eine koeffizientenweise Addition und Skalarmultiplikation.
\end{framed}
\begin{framed}
\textbf{Satz:} $(Mat_{m\times n},+,\cdot)$ ist ein $K$-VR der Dimension $dim_K(Mat_{m\times n})=n\cdot m$ mit
Basismatrix als Basis.
\end{framed}
\textit{Beweis: \\
Dies ist klar, weil wir $Mat_{m\times n}$ mit dem Standardraum $K^{mn}$ identifizieren können. Wir haben die
Elemente nur als $m\times n$-Matrix statt als $mn$-Tupel geschrieben.} \\
$\newline$
\end{document}