Komplexe Zahlen - Inverse Herleitung



  • Ich lese gerade das Buch Lineare Algebra von A. Beutelspacher.

    Darin wird das Inverse Element wie folgt hergeleitet:

    Wir müssen jetzt noch nachweisen, dass jedes Element (a,b) [e]ne[/e] (0,0) ein Inverses hat; das bedeutet, dass es genau ein Element (a',b') gibt mit (a+bi)*(a'+b'i) = 1 also (a,b)*(a',b')=(1,0). Das bedeutet 1 = (a+bi)*(a'+b'i)=aa'-bb'+(a+b'+a'b)i. Also muss 1 = aa'-bb' und 0 = a+b'+a'b gelten. Daraus folgt abb'=a²a'-a und abb'=-a'b², also a'(a²+b²)=a. Das heißt a'=a/(a²+b²), b'=-b(a²+b²).

    Die beiden Gleichungen nach dem "Daraus folgt..." kann ich nicht navollziehen, wie kommen diese beiden denn zu Stande?
    Und da ich die nicht verstehe, verstehe ich natürlich den Rest auch nicht.

    Danke 🙂



  • Ok, Latex zu benutzen war keine so gute Idee (und dann hab ich noch versehentlich abgeschickt, statt vorschau).

    Hier nochmal ohne Latex-Tags:

    Wir müssen jetzt noch nachweisen, dass jedes Element (a,b) ≠ (0,0) ein
    Inverses hat; das bedeutet, dass es genau ein Element (a',b') gibt mit
    (a+bi)(a'+b'i) = 1 also (a,b)(a',b')=(1,0).

    Das bedeutet 1 = (a+bi)*(a'+b'i)=aa'-bb'+(a+b'+a'b)i.

    Also muss 1 = aa'-bb' und 0 = a+b'+a'b gelten.

    Daraus folgt abb'=a²a'-a und abb'=-a'b²,
    also a'(a²+b²)=a.

    Das heißt a'=a/(a²+b²), b'=-b(a²+b²).


  • Mod

    Hobby-Mathematiker schrieb:

    Also muss 1 = aa'-bb' und 0 = a+b'+a'b gelten.

    Daraus folgt abb'=a²a'-a und abb'=-a'b²,
    also a'(a²+b²)=a.

    Das heißt a'=a/(a²+b²), b'=-b(a²+b²).

    Das sind nur Äquivalenzumformungen der beiden Gleichungen. Zum Beispiel für die erste:
    1 = aa' - bb'
    <=> bb' = aa' - 1
    <=> abb' = a^2*a' - a

    Die zweite Gleichung ist noch einfacher herzuleiten, du hast dich nur bei der Ausgangsgleichung vertippt:
    0 = ab' + a'b

    Dann hast du zwei Gleichungen für abb', die kannst du kombinieren (AKA voneinander abziehen), um die Gleichung nach dem "also" zu bekommen.



  • Du hast ja die Gleichung

    1=(a+bi)(a+bi)=aabb+(a+b+ab)i1 = (a+bi)*(a'+b'i)=aa'-bb'+(a+b'+a'b)i

    Jetzt schmeißen wir den mittleren Teil weg, also

    1=aabb+(a+b+ab)i1 = aa'-bb'+(a+b'+a'b)i

    Ausserdem ist 1 natürlich das selbe wie 1 + 0*i

    Zwei komplexe Zahlen sind genau dann gleich, wenn Real- und Imaginärteil jeweils
    gleich sind. Aus dem Realteil bekommst du also 1=aabb1 = aa'-bb' und
    aus dem Imaginärteil 0=a+b+ab0 = a+b'+a'b

    Der Rest ist einfaches Gleichungsauflösen.


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