Lineare Algebra II Frühling 2023

Dozent
Manfred Einsiedler
Vorlesungen (auf Deutsch)
Mi 10:15 - 12:00, HG F7
Fr 10:15 - 12:00, HG F7
Lecturer
Paul Biran
Lectures (in English)
Wed 10:15 - 12:00, HG G3
Fri 10:15 - 12:00, HG G3
Übungsorganisatoren
Baptiste Depouilly | baptiste.depouilly@math.ethz.ch
Tim Gehrunger | tim.gehrunger@math.ethz.ch
Übungsstunden
Mo 14:15 - 16:00

Hinweis: You can see how many bonus points you obtained in LA I by following the instructions in the Bonus section.

Hinweis: Thomas Weber's group (G-19) will be a Fokusgruppe for LA II. See the Fokusgruppen section of this page for more details.

Hier sehen Sie ein Beispiel dafür, wie Ihre Prüfung in Linearer Algebra I & II aussehen wird. Das Prüfungsformat beträgt 3,5 Stunden, und es sind keine schriftlichen Hilfsmittel erlaubt. Viel Glück!

English

Here is an example of what your Linear Algebra I & II exam will look like. The exam format is 3.5 hours, and no written aids are allowed. Best of luck!

Update: Solutions updated 10/07 at 23.40: Corrected mistake in solution (4.a).

Probeprüfung (Deutsch) Mock exam (English) Solutions
Probeprüfung (de) Mock exam (en) Solutions (en)

Hier finden Sie eine Probeprüfung, in der Sie Ihr Wissen aus der Linearen Algebra I testen können. Die Dauer beträgt 180 Minuten.

English

Here you will find a mock examination in which you can test your knowledge from Linear Algebra I. The duration is 180 minutes.

Probeprüfung (Deutsch) Mock exam (English) Solutions
Prüfung und Antwortheft Exam and answer booklet Solutions

Die neue Übungsserie erscheint Freitags um 12:00 auf dieser Webseite. Wir erwarten, dass Sie sich damit befassen und mit vorbereiteten Fragen in die Übungsgruppe am Montag kommen, wo die Serie vorbesprochen wird. Danach haben Sie bis Donnerstag 14:00 Uhr Zeit, Ihre Lösung online über das SAMUp-tool hochzuladen. Eine Bedienungsanleitung dazu finden Sie hier. Die Korrektur wird in der Regel vor der darauffolgenden Übungsstunde im SAMUp-tool verfügbar sein.

English

The new exercise series appears on this website at noon on Fridays. We expect you to work on it and come with prepared questions to the Monday exercise class where the series will be discussed. After that, you have until Thursday 14:00 to upload your solutions online via the SAMUp-tool. You can find instructions on how to do this here. The correction will usually be available in the SAMUp-tool before the following exercise session.

Aufgabenblatt Abgabedatum Lösung
Solutions LA I Serie 13 N/A Lösung 13 (de), Solutions 13 (en)
Serie 14 (de), Serie 14 (en) 2. März 2023 Lösung 14 (de), Solutions 14 (en)
Updated 07/03 at 16.45: corrected typo in hint ex. 6
Serie 15 (de), Serie 15 (en)
9. März 2023 Lösung 15 (de), Solutions 15 (en)
Serie 16 (de), Serie 16 (en) 16. März 2023 Lösung 16 (de), Solutions 16 (en)
Updated 20/03 at 14.25: changed exercise 2 as it was the same as in Serie 16.
Updated 20/03 at 17.45: corrected typo in hint for ex 4 in German sheet + added hint in ex 5.
Serie 17 (de), Serie 17 (en)
23. März 2023 Lösung 17 (de), Solutions 17 (en)
Serie 18 (de), Serie 18 (en) 30. März 2023 Lösung 18 (de), Solutions 18 (en)
Updated 03/04 at 16.00: significant change in exercise 3
(to comply with the definition of the angle given in both lectures).
Set the field to \(\R\) in exercise 6.

Serie 19 (de), Serie 19 (en)
6. April 2023 Lösung 19 (de), Solutions 19 (en)
Updated on the 17/04 at 16.15: removed assumption \(n=2\) and added \(\lambda_1, \lambda_2 \neq 0\) in ex. 2.d) (does not change the solution).
Changed formulation of ex. 5 without changing the exercise.

Serie 20 (de), Serie 20 (en)
20. April 2023 Lösung 20 (de), Solutions 20 (en)
Serie 21 (de), Serie 21 (en) 27. April 2023 Lösung 21 (de), Solutions 21 (en)
Serie 22 (de), Serie 22 (en) 4. Mai 2023 Lösung 22 (de), Solutions 22 (en)
Updated on the 08/05 at 16.05: Attempted to make ex. 6 clearer. Added invertible to (4.C).
Serie 23 (de), Serie 23 (en)
11. Mai 2023 Lösung 23 (de), Solutions 23 (en)
Serie 24 (de), Serie 24 (en) 18. Mai 2023 Lösung 24 (de), Solutions 24 (en)
Updated 22/05 at 11.20: changed \(\mathbb{Q}\) to \(\mathbb{C}\) in 3. Added hint to 6.
Serie 25 (de), Serie 25 (en)
25. Mai 2023 Lösung 25 (de), Solutions 25 (en)
Updated 31/05 at 14.00: Ex. 6) excluded ill-defined case \(r=0\) and added factor \((-1)^n\) to the formula to coincide with the definition from this year's course.
Serie 26 (de), Serie 26 (en)
1. Juni 2023 Solutions 26 (mixed)

Vorxn

Während des gesamten Semesters werden Sie aufgefordert, in Zweierteams Präsentationen über Ihre Lösung zu einer der Übungen zu halten. Die Präsentationen werden während der Übungsstunde vor dem Assistenten und die andere Studierende gehalten, und die Anzahl der Präsentationen entspricht einem Bonus, der zu Ihrer Note in der Prüfung hinzukommt. Um dies einzurichten, werden wir das Computersystem vorxn verwenden. Jede Woche am Donnerstag vor 16:00 können Sie in vorxn die Übungen auswählen, die Sie präsentieren möchten, und die Übungen, zu denen Sie eine Präsentation halten möchten. Das System wird bis 16:15 zufällig zwei Freiwillige für jede Übung auswählen, die dann in der nächsten Übungsstunde, d.h. am darauffolgenden Montag, einen Vortrag halten werden.

Es ist die Aufgabe der beiden ausgewählten Studenten, gemeinsam zu entscheiden, wie sie das Problem am besten präsentieren können. Findet keine Abstimmung statt oder kann einer der Student das Problem aufgrund mangelnden Verständnisses oder mangelnder Vorbereitung nicht präsentieren, erhält keiner der beiden den Punkt. Wird das Problem aus Zeitmangel nicht präsentiert, wird der Punkt trotzdem vergeben. Wenn ein Student nicht erscheint (z. B. wegen Krankheit), kann der andere trotzdem den Punkt bekommen. Wenn Sie für die Präsentation einer Übung am folgenden Montag ausgewählt werden, geben Sie Ihre Lösungen bitte bei dem für die entsprechende Gruppe zuständigen TA ab, damit Sie vor der Präsentation ein Feedback erhalten können.

English
Throughout the semester, you are encouraged to give presentations about your solution to one of the exercises in teams of two. Presentations will be held during the exercise class, in front of the TA and your peers, and the number of presentations you give corresponds to a bonus that will be added to your grade on the exam. In order to set this up, we will use the computer system vorxn. Each week before 4pm on Thursday, you can choose in vorxn the exercises that you wish to present and the ones that you wish to attend a presentation about. The system will randomly pick two of the volunteers for each exercise by 16:15 and these two will present during the next exercise class, i.e. the following Monday.

It is the job of the two selected students to decide on a best way to present the problem together. If no coordination takes place or one student cannot present the problem due to a lack of understanding or preparation, neither will get the point. If the problem is not presented due to a lack of time, the point will still be given. If one student is a no-show (e.g. due to sickness), the other can still get the point. If you are selected to present an exercise on the following Monday, please hand in your solutions to the TA responsible for the corresponding group so that you can receive feedback before the presentation.

Quizzes

Zu Beginn Übungsstunden werden Sie aufgefordert, ein kurzes Quiz zu beantworten. Die Lösungen werden direkt im Anschluss an das Quiz besprochen. Für jede richtige Antwort erhalten Sie 1 Punkt. Es gibt keine Strafe für das Nichtbeantworten von Quizfragen, sie sind also wirklich als Training gedacht und als Möglichkeit, Ihre Note zu verbessern, indem Sie den Lernstoff regelmäßig bearbeiten. Über diesen Link (link to be added) können Sie sehen, wie viele Punkte Sie für die Quizze erhalten haben.

English

In the beginning of exercise sessions, you will be asked to answer a short quiz. The solutions will be discussed directly after the end of the quiz. For each right answer, you will get 1 point. There is no penalty for not answering quizzes, so they are really meant as training and as a way to improve your grade by working on the material frequently. You can see how many points you have received for the quizzes via this link (link to be added).

Bonus

Wir erklären hier, wie der Bonus berechnet wird. Sie können in jeder dieser Kategorien mehr Punkte sammeln, aber um den Gesamtbonus zu berechnen, werden die folgenden Punkte addiert:

Nennen Sie die Summe dieser Punkte P. Die maximale Bonusnote von 0,25 wird vergeben, wenn P >= 16 ist. Die Bonusnote ist definiert durch min(0,25, P/16*0,25) und wird ohne Rundung zur ungerundeten Note der Abschlussprüfung addiert.

Hier erfahren Sie, wie Sie auf die Punkte zugreifen können, die Sie in LAI erworben haben:

Wenn Sie den Kurscode für LAI durch den für LAII (401-1152-02L) in der URL ersetzen, erhalten Sie die Informationen für das aktuelle Semester.

English
We explain here how the bonus is computed. You can collect more points in each of these categories, but to calculate the total bonus the following will be added up:

Call the sum of these points P. The maximal bonus grade of 0.25 is given if P >= 16. The bonus grade is defined by min(0.25, P/16*0.25) and will be added without rounding to the unrounded grade from the final exam.

Here is how you can access the points you obtained in LAI:

If you replace the course code for LAI with that for LAII (401-1152-02L) in the URL, you'll get the information for the current semester.

SAMup

SAMup ist ein Online-Abgabetool, das man verwenden kann aber nicht muss. Informationen zu diesem Tool und dessen Nutzung findet man in diesem README. Wichtig: Sie müssen eine Übungsgruppe auf myStudies ausgewählt haben, um das SAM-Upload-Tool nutzen zu können.

English

SAMup is an online submission tool that can be used but is not mandatory. Information about this tool and its use can be found in this README.
Important: You must have selected an exercise group in myStudies to be able to use SAMUp.

Aufgabenblatt Abgabedatum Upload Link Lösung
Solutions LA I Serie 13 N/A N/A Lösung 13 (de), Solutions 13 (en)
Serie 14 (de), Serie 14 (en) 2. März 2023 Abgabe Lösung 14 (de), Solutions 14 (en)
Updated 07/03 at 16.45: corrected typo in hint ex. 6
Serie 15 (de), Serie 15 (en)
9. März 2023 Abgabe Lösung 15 (de), Solutions 15 (en)
Serie 16 (de), Serie 16 (en) 16. März 2023 Abgabe Lösung 16 (de), Solutions 16 (en)
Updated 20/03 at 14.25: changed exercise 2 as it was the same as in Serie 16.
Updated 20/03 at 17.45: corrected typo in hint for ex 4 in German sheet + added hint in ex 5.
Serie 17 (de), Serie 17 (en)
23. März 2023 Abgabe Lösung 17 (de), Solutions 17 (en)
Serie 18 (de), Serie 18 (en) 30. März 2023 Abgabe Lösung 18 (de), Solutions 18 (en)
Updated 03/04 at 16.00: significant change in exercise 3
(to comply with the definition of the angle given in both lectures).
Set the field to \(\R\) in exercise 6.

Serie 19 (de), Serie 19 (en)
6. April 2023 Abgabe Lösung 19 (de), Solutions 19 (en)
Updated on the 17/04 at 16.15: removed assumption \(n=2\) and added \(\lambda_1, \lambda_2 \neq 0\) in ex. 2.d) (does not change the solution).
Changed formulation of ex. 5 without changing the exercise.

Serie 20 (de), Serie 20 (en)
20. April 2023 Abgabe Lösung 20 (de), Solutions 20 (en)
Serie 21 (de), Serie 21 (en) 27. April 2023 Abgabe Lösung 21 (de), Solutions 21 (en)
Serie 22 (de), Serie 22 (en) 4. Mai 2023 Abgabe Lösung 22 (de), Solutions 22 (en)
Updated on the 08/05 at 16.05: Attempted to make ex. 6 clearer. Added invertible to (4.C).
Serie 23 (de), Serie 23 (en)
11. Mai 2023 Abgabe Lösung 23 (de), Solutions 23 (en)
Serie 24 (de), Serie 24 (en) 18. May 2023 Abgabe Lösung 24 (de), Solutions 24 (en)
Updated 22/05 at 11.20: changed \(\mathbb{Q}\) to \(\mathbb{C}\) in 3. Added hint to 6.
Serie 25 (de), Serie 25 (en)
25. Mai 2023 Abgabe Lösung 25 (de), Solutions 25 (en)
Updated 31/05 at 14.00: Ex. 6) excluded ill-defined case \(r=0\) and added factor \((-1)^n\) to the formula to coincide with the definition from this year's course.
Serie 26 (de), Serie 26 (en)
1. Juni 2023 Abgabe Solutions 26 (mixed)

Inhalt/Content

Die Vorlesung beinhaltet eine Einführung in die Theorie der Vektorräume für Studierende der Mathematik und der Physik: Grundlagen, Vektorräume, lineare Abbildungen, Lösungen linearer Gleichungen, Matrizen, Determinanten, Endomorphismen, Eigenwerte, Eigenvektoren.

Skript der Vorlesungen Lineare Algebra I / Lecture notes
Hier finden Sie ein Skript der Vorlesungen, das von Dr. Menny Akka Ginosar für eine Vorlesung im Jahr 2021 geschrieben wurden.

Die Referenz für das Kapitel über Determinanten befindet sich in "Linear Algebra (2. Auflage)" von K. M. Hoffman und R. Kunze (in Englisch). Das relevante Material ist als "determinants.pdf" im Unterordner "script" dieses Polybox verfügbar. Zusätzlich gibt es handschriftliche Vorlesungsnotizen und das Skript von Menny Akka, die Determinanten auf eine leicht unterschiedliche Weise behandeln.

Polybox for the material in English
The material for the lectures in English will regularly be added to the following polybox folder. Note that it is NOT the same as for LA I. If you want to know what the relevant files are for a given lecture, you can refer to the table below.

The reference for the chapter on determinants can be found in "Linear Algebra (2nd Edition)" by K. M. Hoffman and R. Kunze (in English). The relevant material is available as "determinants.pdf" in the "script" subfolder of this Polybox. Additionally, there are handwritten lecture notes and Menny Akka's script, which cover determinants in a slightly different manner.

Woche Vorlesungstermin Zusammenfassung Themen
1 Mittwoch 22. Februar Deutsch: Abschnitt 4.2
English: lecture notes > determinants.a
Determinant
Freitag 24. Februar Deutsch: Abschnitt 4.2
English: lecture notes > determinants.b
Determinant
2 Mittwoch 1. März Deutsch: Abschnitt 4.3
English: lecture notes > determinants.c
Determinant
Freitag 3. März Deutsch: Abschnitt 4.3
English: lecture notes > determinants.c
Determinant
3 Mittwoch 8. März Deutsch: Abschnitte 5.2 & 5.3
English: lecture notes > eigenvectors.a
Characteristic poly., eingenvectors, eigenvalues
Freitag 10. März Deutsch: Abschnitte 5.2 & 5.3
English: lecture notes > eigenvectors.a
Characteristic poly., eingenvectors, eigenvalues
4 Mittwoch 15. März Deutsch: Abschnitt 5.3
English: lecture notes > eigenvectors.b
Characteristic poly., eingenvectors, eigenvalues
Freitag 17. März Deutsch: Abschnitt 5.4
English: lecture notes > eigenvectors.c
Diagonalizability
5 Mittwoch 22. März Deutsch: Abschnitt 5.5
English: lecture notes > eigenvectors.e
Cayley-Hamilton, minimal polynomial
Freitag 24. März Deutsch: Abschnitte 5.5 und 6.1
English: lecture notes > eigenvectors.e, euclidian-hermitian-spaces.a
Cayley-Hamilton, Euclidian and hermitian spaces
6 Mittwoch 29. März Deutsch: Abschnitte 6.1, 6.2 und 6.3
English: lecture notes > euclidian-hermitian-spaces.a
Euclidian and hermitian spaces
Freitag 31. März Deutsch: Abschnitt 6.4
English: lecture notes > euclidian-hermitian-spaces.b
Gram-Schmidt algorithm
7 Mittwoch 5. April Deutsch: Abschnitte 6.4 und 6.6
English: lecture notes > euclidian-hermitian-spaces.b
Gram-Schmidt, orthogonal projections
Freitag 7. April Keine Vorlesung / No lecture N/A
8 Mittwoch 19. April Deutsch: Abschnitte 6.5 und 7.1
English: lecture notes > dual-spaces-inner-product.a
Dual spaces & inner product, adjoint matrix
Freitag 21. April Deutsch: Abschnitte 7.2 und 7.3
English: lecture notes > dual-spaces-inner-product.a, spectral theorems
Adjoint matrix, spectral theory
9 Mittwoch 26. April Deutsch: Abschnitte 7.2 und 7.3
English: lecture notes > spectral theorems
Spectral theorems
Freitag 28. April Deutsch: Abschnitt 7.4
English: lecture notes > isometries
Isometries, orthogonal and unitary maps
10 Mittwoch 3. Mai Deutsch: Abschnitt 7.5
English: lecture notes > singular value decomposition
Isometries, singular value decomposition
Freitag 5. Mai Deutsch: Abschnitte 8.1, 8.2 und 8.3
English: lecture notes > quadratic forms
Bilinear forms, quadratic forms
11 Mittwoch 10. Mai Deutsch: handschriftliche Noten, Abschnitte 9.1 und 9.2
English: lecture notes > jordan.a
Jordan normal form
Freitag 12. Mai Deutsch: Abschnitte 9.4 und 9.5
English: lecture notes > jordan.b
Jordan normal form
12 Mittwoch 17. Mai Deutsch: Abschnitte 9.5, 11.1 und 11.2
English: lecture notes > jordan.b, multilinear algebra.a
Jordan normal form, multilinear algebra
Freitag 19. Mai Deutsch: Abschnitte 11.2 und 11.3
English: lecture notes > multilinear algebra.a & .b
Multilinear algebra
13 Mittwoch 24. Mai Deutsch: Abschnitt 11.4 und 11.5
English: lecture notes > multilinear algebra.c
Multilinear algebra
Freitag 26. Mai Deutsch: Abschnitte 11.4, 11.5 und 11.6
English: lecture notes > multilinear algebra.c
Multilinear algebra
14 Mittwoch 31. Mai Deutsch: Abschnitte 11.7 und 11.8
English: lecture notes > multilinear algebra.d
Multilinear algebra
Freitag 2. Juni Deutsch: Abschnitte 11.7 und 11.8
English: lecture notes > multilinear algebra.e
Multilinear algebra

Das Forum ist der Ort, an dem Sie Ihre Fragen zum Kurs stellen können. Es ist sowohl für die Professoren als auch für die Lehrassistenten und natürlich auch für die anderen Studenten zugänglich. Wenn Sie dort Ihre Fragen stellen, kann jeder Teilnehmer von den Antworten profitieren. Wir empfehlen Ihnen daher, dies zu tun!

English

The forum is the place to ask your questions about the course. It can be accessed by both professors, the teaching assistants and of course, the other students. If you ask your questions there, every participant can benefit from the answers. We therefore recommend that you do so!

Fokusgruppen sind eine Initiative, die etwas andere Übungsstunden für Studenten im Basisjahr ihres Bachelorstudiums anbietet. Fokusgruppen sind für Studierende, die ihr Vorwissen zur Vorlesung als gering einschätzen. In den Fokusgruppen fokussieren die TAs deshalb auch auf die relevanten Grundlagen und erklären die Serien und Konzepte detailliert. In diesem Semester ist die Gruppe von Thomas Weber (G-19, siehe unten) eine Fokusgruppe.

English
Fokusgruppen are an initiative offering slightly different exercise classes for students in the first year of their Bachelor's degree. Focus groups are for students who consider their prior knowledge of the lecture to be low. In the focus groups, the TAs therefore also focus on the relevant basics and explain the series and concepts in detail. This semester, Thomas Weber's group (G-19, see below) is a Fokusgruppe.

Bitte schreiben Sie sich am Anfang des Semesters über myStudies in eine Übungsgruppe ein. Falls Sie die Übungsgruppe wechseln wollen, so ändern Sie dies bitte auch dort.

English

Please enrol in an exercise group via myStudies. If you want to change the exercise group, please change it there as well.

GruppeRaumTutorSpracheResources
G-01 ETZ J 91 S. Bremer
sbremer@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-02 HG G 26.3 O. Carlsson
ocarlsson@student.ethz.ch
English Polybox
G-03 HG E 33.5 U. Faure
ufaure@student.ethz.ch
English
G-04 HG F 26.5 K. Gamlin
kgamlin@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-05 ETZ G 91 M. Gong
gongm@student.ethz.ch
English
G-06 CHN F 46 C. Goutier
cgoutier@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-07 LEE C 104 B. Hultberg
bhultberg@student.ethz.ch
Deutsch
G-08 LFW B 2 L. Karl
lekarl@student.ethz.ch
Deutsch Website
G-09 LFW C 11 A. Langreiter
alangrei@student.ethz.ch
Deutsch
G-10 ETZ F 91 B. Lucas
balucas@student.ethz.ch
English
G-11 CHN D 46 P. Meli
phmeli@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-12 ETZ H 91 F. Kovacevic
fkovacevic@student.ethz.ch
English
G-13 LFW E 13 M. Rossetti
mrossetti@student.ethz.ch
English Polybox
G-14 ML F 40 B. Simic
bosimic@student.ethz.ch
Deutsch Polybox (from Sylvain)
G-15 ML J 34.1 R. Rueger
rrueger@student.ethz.ch
Deutsch Website
G-16 ML J 34.3 F. Ruscelli
fruscelli@student.ethz.ch
English
G-17 CHN D 42 C. Schalast
cschalast@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-18 CHN D 44 J. Sommer
jsommer@student.ethz.ch
Deutsch Polybox
G-19 CHN D 48 T. Weber
thomweber@student.ethz.ch
Deutsch
G-20 CAB G 59 X. Xu
xiangxu@student.ethz.ch
English

Zum besseren Verständnis der Vorlesung und zum Wiederholen der Beweise aus teilweise anderen Blickwinkeln empfehlen wir Ihnen die Begleitlektüre von mindestens einem Lehrbuch der Linearen Algebra, zum Beispiel:

English references

Ansonsten empfehlen wir diese allgemeine Einführung in das mathematische Arbeiten:

Begleitend zu den Übungsstunden gibt es ein Study Center. Alle Informationen dazu finden Sie hier.

English

There is a Study Centre to accompany the exercise sessions. You can find all the information here.

Hier ist ein Link zu der Respekt-Präsentation von Oktober der 10. 2022.

Last updated: 10/07.