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Somma diretta in algebra lineare

  

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Buonasera ragazzi, vi scrivo perchè sono un po' confuso per quanto riguarda le condizioni che mi permettono di affermare se la somma di due sottospazi vettoriale sia diretta o no.

vorrei capire se é giusto affermare che:

dovendo dimostrare che U + W è somma diretta di R^4

se dim(U intersecato W) diverso da 0, allora U e W non sono somma diretta

e se dim(U intersecato W) = 0, per poter dire qualcosa devo andare a guardare se l'unione della base di U e quella di W è base di U + W. In caso affermativo, allora, sarà somma diretta. Allo stesso tempo, se l'unione della base di U e quella di W è base di U + W, devo andare a guardare se dim(U intersecato W) = 0 per poter dire che è somma diretta, in caso contrario non lo è.

 Grazie per le eventuali delucidazioni

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Quello che scrivi è corretto ma in alcuni casi c'è qualcosa di ridondante.

La teoria ci dice che se V e W sono sottospazi vettoriali di ℝⁿ allora

  • V + W
  • V ∩ W 

sono entrambi sottospazi vettoriali.

Definizione. Se V ∩ W = {0} allora la somma si dice diretta e si indica come V ⊕ W.

Per dimostrare che è dirette è sufficiente provare che soddisfa la definizione. Inoltre vale la formula di Grassmann che considera le dimensioni degli spazi, in particolare

dim (V + W) + dim ( V ∩ W ) = dim (V) + dim (W)

dalla quale segue che se la dimensione dello spazio somma è eguale alla somma delle dimensioni dei singoli sottospazi allora la somma è diretta.   



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SOS Matematica

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