3)a)

3)b)
Jede Matrix A kann mit der Singulärwertzerlegung als eine Summe von Rang-1-Matrixen geschrieben werden:

A=i=1nσiuivi

da es zwei Singulärwerte 0 hat:

A=σ1u1v1+σ2u2v2=2(12[1111])(13[221])+2(12[1111])(13[122])=13[221221221221]+13[122122122122]

Bemerkung: Die Aufgabenstellung mit "16 Speicherplätzen" ist nicht ganz klar. Es könnte nach mehreren Sachen gefragt werden:

  1. nach me

erster versuch: hier habe ich die spalten von V und V vertauscht:

A=σ1u1v1+σ2u2v2=2[12121212][231323]+2[12121212][232313]=13[212212212212]+13[221221221221]=13[033411411033]

4)b)

Die einzige Lösung der Gleichung

a(1t)+b(2t)+c(2+3tt2)+d(4t3)=0

muss a=b=c=d=0 sein.

aat+2bt+2c+3ctct2+4dt3=04dt3ct2+(2ba+3c)+(a+2c)=0

daraus folgt:

d=0,c=0(a+2c)=(a+20)=0a=0(2ba+3c)=(2b0+30)=0b=0

Daher sind 1t, 2t, 2+3tt2, 4t3 linear unabhängig.

Da P4 Dimension 4 hat, und wir 4 linear unabhängige Polynome haben, bilden die Polynome eine Basis in P4.