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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Diagonalmatrix
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Diagonalmatrix: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:26 So 29.03.2009
Autor: MathePhobie

Aufgabe
Bestimmen Sie eine orthogonale Matrix S, sodass S^−1  [mm] \pmat{ 1 & 0 & 3 \\ 0 & 3 & 0 \\ 3 & 0 & 1 }* [/mm] S eine Diagonalmatrix ist.

Muss ich da eine beliebige orthogonale S- Diagonalmatrix nehmen oder sie bestimmt berechnen? Wenn ich willkürlich eine nehmen darf was währe dann die geeignestete? Bitte um Hilfe

        
Bezug
Diagonalmatrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:39 So 29.03.2009
Autor: M.Rex

Hallo

S muss eine 3X3 Matrix sein (Warum?) also eine Matrix der Form

[mm] S=\pmat{s_{11}&s_{21}&s_{31}\\s_{12}&s_{22}&s_{32}\\s_{13}&s_{23}&s_{33}} [/mm]

Und S muss invertierbar und []Orthogonal sein,

Ausserdem soll gelten:

[mm] A:=\left(S^{-1}*\pmat{1&0&3\\0&3&0\\3&0&1}*S\right) [/mm] ist eine []Diagonalmatrix, also eine Matrix der Form:

[mm] A=\pmat{a_{1}&0&0\\0&a_{2}&0\\0&0&a_{3}} [/mm]

Versuch jetzt mal, die []iverse Matrix zu S zu finden, die die geforderten Bedingungen erfüllt.

Marius

Bezug
                
Bezug
Diagonalmatrix: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:00 So 29.03.2009
Autor: MathePhobie

Kann ich da die Einheitsmatrix nehmen die ist ja orthogonal und invertierbar?

Bezug
                        
Bezug
Diagonalmatrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:11 So 29.03.2009
Autor: angela.h.b.

Hallo,

wenn Du an Deine Matrix vorn und hinten die Einheitsmatrix dranmultipliziert, wird sich wohl sewhr wenig Aufregendes ergeben...
Insbesondere ergibt sich auch keine Diagonalmatrix.

Worum geht es hier? Du hast eine symmetrische Matrix gegeben, von der weiß man (im Idealfall...) daß sie auf jeden Fall orthogonal diagonalisierbar ist.

Damit steht die Vorgehensweise: Eigenwerte  berechnen, Basis der Eigenräume berechnen, ggf. orthonormalisieren. Dies liefert Dir eine ONB aus Eigenvektoren.
Die gesuchte Matrix S ist die Transformationsmatrix, die den Übergang von der Basis aus Eigenvektoren zur Standardbasis regelt.

Gruß v Angela

Bezug
                                
Bezug
Diagonalmatrix: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:24 So 29.03.2009
Autor: MathePhobie

Vielen Dank, das hilft mir weiter :)

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