M. Roczen

Vorlesung: Lineare Algebra und analytische Geometrie II*     (Sommersemester 2011)

Veranst.-Nr. 32401

Vorlesung (4 SWS)
Mo 13.15 RUD25, 1.013
Mi 13.15 RUD25, 1.013

Übungen (2 SWS)
Mo 15.05 RUD25, 3.007
Di 11.00 RUD 25, 1.011
Mi 15.15 RUD 25, 1.011
Do 11.15 RUD 25, 3.007

Bitte melden Sie sich vor Semesterbeginn beim Online-Einschreibsystem AGNES an - dies betrifft die Vorlesung (4 h) und eine Übung Ihrer Wahl (2 h).

Inhalt
Determinanten und Eigenwerte eines Endomorphismus, Diagonalisierbarkeit, jordansche Normalform, quadratische Formen, euklidische Vektorräume, affine Räume und euklidische affine Räume, Quadriken

Literatur
Roczen, M.; Wolter, H.: Lineare Algebra - individuell, Bd. 1, 2   (online verfügbar als   personalisierbares Lehrmaterial)

Sprechstunde

Prüfungsklausur: 26.7.11 (10.00 Uhr, RUD 26, 0.115)
Es besteht die Möglichkeit zur
Klausureinsicht: 5.8.11 und 25.8.11 jeweils 15.00 - 16.00, RUD 25 Raum 1.115
(Studentenausweis und Lichtbildausweis sind vorzulegen)

Zweite Prüfungsklausur: 17.10.11, 10.00 Uhr, RUD 25, 1.115 (Achtung: Datum, Raum und Uhrzeit wurden geändert)

ÜBUNGSAUFGABEN
Aktuelle Aufgaben finden Sie auf dieser Web-Seite, ca. 10 Tage vor dem Abgabetermin. Die Abgabe Ihrer Lösungsblätter erfolgt jeweils im Anschluß an die Montags-Vorlesung (bis 14.50 Uhr im Vorlesungsraum). Bitte geben sie zu jeder Aufgabe ein eigenes Lösungsblatt ab, auf dem Ihre Matrikel-Nummer sowie Serien- und Aufgaben-Nr. (z.B. 1.3 für Aufgabe 3 der Serie 1) vermerkt sind. Für jede richtig gelöste und termingerecht abgegebene Aufgabe erhalten Sie 10 Punkte. Mit einem * bezeichnete Zusatzaufgaben (manchmal schwierig) sind fakultativ und werden zur Gesamtbewertung hinzugezogen (Sie können dadurch auch fehlende Punkte ausgleichen).
Gemeinsame Abgabe: Die Abgabe in 2-er Gruppen ist zugelassen. Wichtig (auch für die Rückgabe): Bitte geben Sie auf den Aufgabenblättern dann zuerst die kleinere der beiden Immatrikulationsnummern an!
Bitte beachten Sie: Für einen Übungsschein (erforderlich zur Prüfungszulassung) ist die Hälfte der erreichbaren Punkte der Hausaufgaben und der während des Semesters geschriebenen Klausur erforderlich (oder jede andere Kombination, bei der Sie insgesamt 400 Punkte erhalten). Übungsklausur: 6.6.11, 13.15 - 14.45, RUD26, 0115
Nur aus wichtigen Gründen (Krankheit) können Aufgaben per Email abgegeben werden. Sie müssen dann als PDF-Datei bis Montag 13.00 bei allen Korrektoren (Mailadressen s. unten) eingegangen sein.
Verspätete Abgabe: Die Aufgaben werden noch korrigiert, es gibt allerdings keine Punkte.

Nach dem Abgabetermin erscheinen hier unter den Aufgaben-Links gelegentlich Musterlösungen (am Ende der betreffenden Datei). Diese können Sie herunterladen bzw. ausdrucken. Bei Fragen zur Korrektur einer Aufgabe wenden Sie sich bitte zuerst direkt an die Korrektoren (Email an beide Mailadressen oder das korrigierte Aufgabenblatt mit entsprechender Anfrage nochmals abgeben).

Korrektoren:
Philipp Bannasch, Email: bannasch@math.hu-berlin.de ( www.math.hu-berlin.de/~bannasch )
Tobias Florek, Email: florek@math.hu-berlin.de     (Sprechstunde: Dienstag, 13-15 Uhr, Raum 2.307 und nach Vereinbarung)
Serie 1 zum 18.4.11  
Serie 2 zum 27.4.11  
Serie 3 zum 2.5.11   Serie 4 zum 9.5.11  
Serie 5 zum 16.5.11  
Serie 6 zum 23.5.11  
Serie 7 zum 30.5.11  
Serie 8 zum 6.6.11  
(Beispielbeweise Klausur-Vorbereitung, keine Abgabe)
Serie 9 zum 15.6.11  
Serie 10 zum 20.6.11  
Serie 11 zum 27.6.11  
Serie 12 zum 4.7.11  
Serie 13
(Abgabe fakultativ)
Vorbereitung der Prüfungsklausur - beachten Sie bitte den Stoff und alle Rechenverfahren der Aufgabenserien 1 - 13 sowie die Informationen zu den folgenden Schwerpunkten:
      Eigenwerte, jordansche Normalform
      euklidische Geometrie



STOFF DER VORLESUNG

Die nachfolgenden Informationen zum Inhalt werden in der Regel kurz nach der betr. Veranstaltung aktualisiert; als Ersatz für den Besuch der Vorlesung sind sie nicht vorgesehen, eignen sich aber als Leitfaden für Wiederholung und Prüfungsvorbereitung.

11.4.2011:
Multilineare Abbildungen: Symmetrische, schiefsymmetrische und alternierende multilineare Abbildungen (erste Eigenschaften); der Vektorraum der Determinantenfunktionen auf einem endlichdimensionalen Vektorraum; Hauptsatz der Determinantentheorie
13.4.2011:
Basiswechsel für Determinantenfunktionen; Rechnen mit Determinanten: verschiedenene Charakterisierungen regulärer Matrizen, Determinanten von Dreiecksmatrizen und Blockmatrizen, Multiplikationssatz, adjungierte einer quadratischen Matrix
18.4.2011:
cramersche Regel, Formel für die inverse Matrix, Lösungsformel für lineare Gleichungssysteme, Rangbestimmung mit Unterdeterminanten, Determinante eines Endomorphismus, Orientierung auf einem reellen Vektorraum
20.4.2011:
Identitätssatz für Polynome in mehreren Unbestimmten, universelle Gültigkeit von Identitäten, Determinantenformeln über kommutativen Ringen; Endomorphismen von Vektorräumen: Eigenwerte und Eigenvektoren, charakteristisches Polynom
27.4.2011:
Diagonalisierbarkeit von Endomorphismen: Begriff, lineare Unabhängigkeit von Eigenvektoren zu verschiedenen Eigenwerten, Endomorphismen mit dim(V) verschiedenen Eigenwerten, algebraische und geometrische Multiplizität eines Eigenwerts, Diagonalisierbarkeitskriterium
2.5.2011:
simultane Diagonalisierung kommutierender diagonalisierbarer Endomorphismen, halbeinfache Matrizen, invariante Unterräume, invariante Fahnen eines Endomorphismus, Trigonalisierung
4.5.2011:
nilpotente Endomorphismen: Nilpotenzindex, charakteristisches Polynom und Eigenwerte, Klassifikationssatz
9.5.2011:
Beweis des Klassifikationssatzes, Partitionen, Young-Diagramme, Ähnlichkeitsklassifikation nilpotenter quadratischer Matrizen kleinen Typs
11.5.2011:
Hauptraumzerlegung für einen Endomorphismus, Satz von Cayley-Hamilton, Minimalpolynom
16.5.2011:
Jordansche Normalform; Tensorprodukt von Vektorräumen
18.5.2011:
Existenz und Eindeutigkeit des Tensorprodukts, Rechenregeln, Basen, Tensorprodukt linearer Abbildungen (funktorielle Eigenschaften)
23.5.2011:
Skalarerweiterungen und zugehörige Matrixdarstellung, Tensorpotenzen (funktorielle Eigenschaften), Tensoralgebra eines Vektorraumes
25.5.2011:
Funktorialität der Tensoralgebra, symmetrische und äußere Algebra eines Vektorraumes (funktorielle Eigenschaften, Universaleigenschaft), Interpretation der Determinante eines Endomorphismus mittels der der äußeren Algebra
30.5.2011:
Basen der äußeren Potenzen von Vektorräumen, funktorielle Eigenschaften, äußere Potenz einer Matrix, Produkte der äußeren Potenzen von Matrizen, Rangkriterium; ggT einer polynomialen Matrix und ihrer äußeren Potenzen, elementare Transformationen polynomialer Matrizen
1.6.2011:
Präsentationsmatrix einer Matrix, Determinantenteiler und Elementarteiler, Gestalt einer äquivalenten diagonalen Form der Präsentationsmatrix bei Kenntnis der Segre-Charakteristik; Smithsche Normalform
6.6.2011: Übungsklausur
8.6.2011:
Bilinearformen: duale Paarung, Matrix einer Bilinearform, Basiswechsel; Quadratische Formen und ihre Polaren, Diagonalisierung einer quadratischen Form (durch quadratische Ergänzung, bzw. symmetrischen Gauß'schen Algorithmus), Sylvesterscher Trägheitssatz
15.6.2011:
Typ einer reellen quadratischen Form, Definitheit, Determinantenkriterium für positive Definitheit; affine Räume: Begriff, affine Unterräume eines affinen Standardraumes (Beschreibung durch lineare Gleichungssysteme)
20.6.2011:
affine Abbildungen, Lagebeziehungen affiner Unterräume, Verbindungsraum einer Teilmenge eines affinen Raumes
22.6.2011:
Dimensionformeln für den Verbindungsraum, affin unabhängige Familien von Punkten, affine Basen, affine Fortsetzung; euklidische Vektorräume
27.6.2011:
Norm, Winkel, Orthonormalbasen, Orthonormierungsverfahren nach E. Schmidt, orthogonales Komplement und orthogonale Projektion, parsevalsche Gleichung, besselsche Ungleichung; euklidische affine Räume
29.6.2011:
Abstandsbegriff in affinen Räumen, Abstand von Punkten und Unterräumen, hessesche Form der Gleichung eines Unterraums; Sesquilinearformen, unitäre Vektorräume, adjungierte einer linearen Abbildung, Spektralsatz für selbstadjungierte Abbildungen
4.7.2011:
unitäre Matrizen und unitäre Abbildungen; Spektralsatz für normale Operatoren eines unitären Vektorraumes
6.7.2011:
Klassifikation normaler Endomorphismen eines euklidischen Vektorraumes (Anwendung: Klassifikation der orthogonalen Abbildungen); Isometrien euklidischer affiner Räume
11.7.2011:
Erlanger Programm, affine und metrische Klassifikation der Quadriken
13.7.2011:
orientierte euklidische Räume, Volumen, orientierter Winkel; Vektorprodukt; Norm und Exponential eines Endomorphismus; Anwendung der jordanschen Normalform auf die Untersuchung linearer dynamischer Systeme (Ausbilck)