Sei g:R→R ,x↦m⋅x+t mit m,t∈R. Zeige: g ist genau dann eine lineare Abbildung, wenn t=0.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lineare Abbildungen
Beweischschrit: Wenn g linear ist, ist t=0.
Sei zunächst g eine lineare Abbildung. Weil lineare Abbildungen den Ursprung auf den Ursprung abbilden, muss g(0)=0 gelten. Nun ist g(0)=t und damit muss t=0 sein.
Beweisschritt: Wenn t=0 ist, ist g linear.
Sei nun t=0. Wir zeigen g:R→R , x↦m⋅x ist linear:
Beweisschritt: Additivität
Seien x und y zwei beliebige reele Zahlen. Es ist
g(x+y) | = | m⋅(x+y) | |
↓ | Definition von g | ||
= | m⋅x+m⋅y | ||
↓ | Distributivgesetz | ||
= | g(x)+g(y) | ||
↓ | Definition von g |
Beweisschritt: Homogenität
Sei x und λ zwei reele Zahlen. Es ist
g(λ⋅x) | = | m⋅(λ⋅x) | |
↓ | Definition von g | ||
= | m⋅λ⋅x | ||
= | λ⋅(m⋅x) | ||
↓ | Definition von g | ||
= | λ⋅g(x) |
Also ist g genau dann eine lineare Abbildung, wenn t=0 ist.