Eine Matrix \(A \in \mathrm{M}(n \times n ; K)\) heißt symmetrisch, falls \(A={
}^{t} A\).
a) Zeige, daß die symmetrischen Matrizen einen Untervektorraum
\(\operatorname{Sym}(n ; K)\) von \(\mathrm{M}(n \times n ; K)\) bilden. Gib die
Dimension und eine Basis von \(\operatorname{Sym}(n ; K)\) an.
Ist char \(K \neq 2\), so heißt \(A \in \mathrm{M}(n \times n ; K)\)
schiefsymmetrisch (oder alternierend), falls \({ }^{t} A=-A\). Im folgenden sei
stets char \(K \neq 2\).
b) Zeige, \(d a B\) die alternierenden Matrizen einen Untervektorraum Alt \((n ;
K)\) von \(\mathrm{M}(n \times n ; K)\) bilden. Bestimme auch für Alt \((n ; K)\)
die Dimension und eine Basis.
c) Für \(A \in \mathrm{M}(n \times n ; K)\) sei \(A_{s}:=\frac{1}{2}\left(A+{
}^{t} A\right)\) und \(A_{a}:=\frac{1}{2}\left(A-{ }^{t} A\right)\). Zeige:
\(A_{s}\) ist symmetrisch, \(A_{a}\) ist alternierend, und es gilt
\(A=A_{s}+A_{a}\).
d) Es gilt: \(\mathrm{M}(n \times n ; K)=\operatorname{Sym}(n ; K) \oplus
\operatorname{Alt}(n ; K)\).