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Forum "Lineare Algebra - Eigenwerte" - EW + Basis der ERäume
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EW + Basis der ERäume: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:03 Di 16.01.2007
Autor: celeste16

Aufgabe
Bestimmen Sie alle EW dieser Matrix und bestimmen Sie eine Basis jedes Eigenraums

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

M = (A-aE)

detM = [mm] \vmat{ 1-a & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2-a & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2-a & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3-a } [/mm]
= detBdetD
= (1-a)(2-a)[(-2-a)(3-a)+6] = 0
[mm] a_{1}=1, a_{2}=2 [/mm]

(-2-a)(3-a)+6 = [mm] a^{2}-a [/mm] = 0  
[mm] a_{3}=0 [/mm]

nun [mm] M_{1}= \pmat{ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 2 } [/mm]
und [mm] \pmat{ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 2 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e} [/mm] = [mm] \vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow [/mm] b=m, [mm] m\in \IR; [/mm] c=d=e=0

hier bin ich absolut unsicher, ich hoffe also dass [mm] E_{1} [/mm] (A) =  [mm] m*\vektor{1 \\ 0 \\ 0 \\ 0} [/mm] ist, und die Basis [mm] \vektor{1 \\ 0 \\ 0 \\ 0}. [/mm]

genauso absurd geht es weiter:
nun [mm] M_{2}= \pmat{ -1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -4 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 1 } [/mm]
und [mm] \pmat{ -1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -4 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 1 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e} [/mm] = [mm] \vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow [/mm] b=-c,d=e=0, c=m, [mm] m\in \IR [/mm]

[mm] E_{2} [/mm] (A) =  [mm] m*\vektor{-1 \\ 1 \\ 0 \\ 0} [/mm] ist, und die Basis [mm] \vektor{-1 \\ 1 \\ 0 \\ 0}. [/mm]

[mm] M_{0}= \pmat{ 1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3 } [/mm] und [mm] \pmat{ 1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e} [/mm] = [mm] \vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow [/mm] b=e,c=-2e, d=1,5e ;e=m, [mm] m\in \IR [/mm]

[mm] E_{0} [/mm] (A) =  [mm] m*\vektor{1 \\ -2 \\ 1,5 \\ 1} [/mm] ist, und die Basis [mm] \vektor{1 \\ -2 \\ 1,5 \\ 1}. [/mm]

ich persönlich denke der 2. teil mit den eigenräumen ist der totale mist den ich da geschrieben habe.

könnt ihr mal drübergucken und mir den teil noch einmal erklären?



        
Bezug
EW + Basis der ERäume: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:41 Di 16.01.2007
Autor: angela.h.b.


> Bestimmen Sie alle EW dieser Matrix und bestimmen Sie eine
> Basis jedes Eigenraums
>  
> A = [mm]\pmat{ 1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3 }[/mm]
>  
> M = (A-aE)
>  
> detM = [mm]\vmat{ 1-a & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2-a & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2-a & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3-a }[/mm]
>  
> = detBdetD
> = (1-a)(2-a)[(-2-a)(3-a)+6] = 0
>  [mm]a_{1}=1, a_{2}=2[/mm]
>  
> (-2-a)(3-a)+6 = [mm]a^{2}-a[/mm] = 0  
> [mm]a_{3}=0[/mm]

Hallo,

dieselben Eigenwerte habe ich auch ausgerechnet.

>  
> nun [mm]M_{1}= \pmat{ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 2 }[/mm]
>  
> und [mm]\pmat{ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -3 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 2 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e}[/mm]
> = [mm]\vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow[/mm] b=m, [mm]m\in \IR;[/mm]
> c=d=e=0
>  
> hier bin ich absolut unsicher, ich hoffe also dass [mm]E_{1}[/mm]
> (A) =  [mm]m*\vektor{1 \\ 0 \\ 0 \\ 0}[/mm] ist, und die Basis
> [mm]\vektor{1 \\ 0 \\ 0 \\ 0}.[/mm]

Das ist richtig.

>  
> genauso absurd geht es weiter:
>  nun [mm]M_{2}= \pmat{ -1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -4 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 1 }[/mm]
>  
> und [mm]\pmat{ -1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -4 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 1 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e}[/mm]
> = [mm]\vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow[/mm] b=-c,d=e=0, c=m,
> [mm]m\in \IR[/mm]
>  

Hier hast Du Dich lediglich mit einem Vorzeichen verhaspelt.
Ein Eigenvektor ist [mm] \vektor{1 \\ 1 \\ 0 \\ 0} [/mm]
Du kannst das im übrigen selbst kontrollieren, indem Du die Ausgangsmatrix mit dem ausgerechneten Eigenvektor multiplizierst. Hast Du es richtig gemacht, erhältst du Eigenwert*Eigenvektor.

> [mm]E_{2}[/mm] (A) =  [mm]m*\vektor{-1 \\ 1 \\ 0 \\ 0}[/mm] ist, und die
> Basis [mm]\vektor{-1 \\ 1 \\ 0 \\ 0}.[/mm]
>  
> [mm]M_{0}= \pmat{ 1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3 }[/mm]
> und [mm]\pmat{ 1 & 1 & 0 & 1 \\ 0 & 2 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & -2 & 3 \\ 0 & 0 & -2 & 3 }*\vektor{b \\ c \\ d \\ e}[/mm]
> = [mm]\vektor{0 \\ 0 \\ 0 \\ 0} \Rightarrow[/mm] b=e,c=-2e, d=1,5e
> ;e=m, [mm]m\in \IR[/mm]
>  
> [mm]E_{0}[/mm] (A) =  [mm]m*\vektor{1 \\ -2 \\ 1,5 \\ 1}[/mm] ist, und die
> Basis [mm]\vektor{1 \\ -2 \\ 1,5 \\ 1}.[/mm]

Das ist auch richtig.

>  
> ich persönlich denke der 2. teil mit den eigenräumen ist
> der totale mist den ich da geschrieben habe.

Da täuscht du Dich sehr. Du hast das doch gut gemacht.

Gruß v. Angela

Bezug
                
Bezug
EW + Basis der ERäume: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:50 Di 16.01.2007
Autor: celeste16

ok, das überrascht mich doch. in ner anderen aufgabe war der eigenraum grundsätzlich durch mehrere vektoren aufgespannt, deswegen war ich hier so irritiert.
aber danke für's kontrollieren

Bezug
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